日期：2026-10-14浏览： 来源:利菲尔特
浅层砂过滤器属于压力式快速过滤设备，相较于传统重力式深床滤池，具备三大核心技术优势，适配中水回用深度处理的集约化需求。 一是高滤速处理能力强。设备采用压力驱动过滤，滤速可达 10m/h~15m/h，是传统重力式深床滤池的 1.5~2 倍；相同处理水量下，设备占地面积与体积大幅减小，特别适合场地受限的已建污水厂提标改造项目。依据 GB 50335-2016《城镇污水再生利用工程设计规范》，连续过滤砂滤池滤速可达 8m/h~12m/h，浅层砂结构通过优化级配与布水，可进一步提升滤速上限 [1]。 二是模块化集成度高。设备采用承压罐体模块化设计，单台处理流量覆盖 20m³/h~500m³/h，可通过多罐并联实现任意规模扩容；工厂预制化生产，现场安装周期短，无需大规模土建施工，改造项目可快速投产。 三是运行能耗低。薄滤层设计使过滤阻力显著降低，运行压损≤0.03MPa，较传统深床滤池降低 40% 以上，可大幅降低提升泵运行能耗；同时气水联合反洗工艺大幅减少反洗耗水量，提升运行经济性。
滤料级配是决定过滤效果、纳污容量与运行周期的核心因素。浅层砂过滤器采用 “无烟煤 + 石英砂” 双层梯度滤料结构，利用两种滤料的密度与粒径差异，形成上松下密的孔隙分布，实现杂质分级截留，兼顾纳污容量与过滤精度。
上层无烟煤滤料：有效粒径 d₁₀=0.8mm~1.6mm，不均匀系数 K₈₀≤2.0，厚度 300mm~400mm。无烟煤密度小于石英砂，反洗后可自动分层，始终处于滤层上部；其孔隙率高、纳污容量大，可截留大部分悬浮杂质与胶体絮体，减轻下层石英砂负荷。 下层石英砂滤料：有效粒径 d₁₀=0.5mm~1.0mm，不均匀系数 K₈₀≤1.6，厚度 400mm~500mm。石英砂孔隙细密，保障最终过滤精度，截留细小颗粒与微生物絮体，确保出水悬浮物达标。 总滤层厚度通常为 700mm~900mm，仅为传统深床滤池的 50%~60%，大幅降低了过滤阻力与设备高度。依据 HJ 2008—2010《污水过滤处理工程技术规范》要求，双层滤料的滤层厚度与有效粒径之比应大于 1000，保障过滤效果与滤层稳定性 [2]。
表 1 双层梯度滤料与单层石英砂滤料性能对比
表格
滤料结构 | 有效粒径组合 (mm) | 总厚度 (mm) | 推荐滤速 (m/h) | 纳污容量对比 | 出水悬浮物 (mg/L) |
单层石英砂 | 0.8~1.2 | 1000~1200 | 6~8 | 100% | ≤10 |
双层无烟煤 + 石英砂 | 无烟煤 0.8~1.6 / 石英砂 0.5~1.0 | 700~900 | 10~15 | 150%~180% | ≤5 |
滤料粒径比需控制在合理范围，无烟煤最大粒径与石英砂最小粒径比宜为 2~3，避免反洗后滤料混层；不均匀系数需严格控制，级配不均会导致细颗粒下沉、滤层分层板结，纳污容量下降、堵塞加快。优质滤料应优先选用均匀级配产品，K₈₀控制在 1.3~1.5，保障滤层孔隙均匀稳定。
反洗再生是保障滤层长期稳定运行的核心环节。浅层砂过滤器采用气水联合反洗工艺，通过气流松动滤层、水流漂洗排渣的分步作用，实现高效再生，相较于单一水反洗效果显著提升。
反洗过程分为三个阶段：
1. 气洗阶段：关闭进出水阀，开启进气阀，气洗强度 13L/(m²・s)~17L/(m²・s)，历时 2min~3min。气流在滤层中形成强烈扰动，使滤料充分流化碰撞，剥离表面附着的杂质与滤饼，松动滤层结构。
2. 气水混洗阶段：同时通入压缩空气与反洗水，进一步冲刷悬浮杂质，提升剥离效果，历时 1min~2min。
3. 水洗阶段：关闭进气阀，单独用水漂洗，水洗强度 8L/(m²・s)~12L/(m²・s)，历时 5min~7min，将悬浮的杂质随反洗水排出系统。
反洗过程控制滤层膨胀率在 30%~50%，既保障杂质充分剥离，又避免滤料流失与混层。反洗触发采用压差优先、定时备用的双模式，进出口压差达到 0.05MPa~0.08MPa 时自动启动，同时设定最长运行周期作为备用，避免压差传感器故障导致滤层堵塞。
相较于传统单一水反洗，气水联合反洗具有三大优势：一是再生效率高，滤层清洗更彻底，反洗后过滤性能恢复率达 95% 以上，较单一水反洗提升 30%~40%；二是反洗耗水量少，反洗耗水量仅为处理水量的 1%~2%，较单一水反洗减少 30% 以上；三是滤层使用寿命长，充分流化碰撞减少板结风险，滤料使用寿命延长 20% 以上。
河南新乡某市政污水厂中水回用改造项目，设计处理规模 10000m³/d，原深度处理单元采用传统重力式深床砂滤池，占地 1200㎡，出水悬浮物波动于 10~15mg/L，无法满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》GB/T 18920-2002 中道路清扫、绿化用水的回用要求，且反洗耗水量大、运行成本高。 2025 年该厂实施深度处理提标改造，采用利菲尔特 QCS 系列浅层砂过滤器共 8 台，单台设计处理量 55m³/h，总处理能力 10560m³/d，预留 5% 余量。滤料采用双层梯度级配：上层 400mm 优质无烟煤，有效粒径 1.0mm~1.4mm，K₈₀≤1.5；下层 400mm 均质石英砂，有效粒径 0.6mm~0.9mm，K₈₀≤1.4；总滤层厚度 800mm。配套气水联合反洗系统，采用压差触发模式，反洗阈值设定为 0.06MPa。
改造后连续运行 6 个月，各项运行指标稳定达标： 第一，出水水质稳定：悬浮物稳定在 3~5mg/L，浊度≤3NTU，COD≤30mg/L，完全满足城市杂用水回用标准，达标率 100%； 第二，占地与能耗优化：设备总占地约 760㎡，较原深床滤池减少 37%，适配厂区有限空间；运行压损降低 42%，提升泵能耗降低 26%； 第三，节水效益显著：反洗耗水量较原工艺减少 38%，年节约反洗水约 12 万吨； 第四，运维成本下降：滤料年补充量减少 30%，年综合运行成本降低 28%，技术改造投资回收期约 11 个月。
针对雨季进水悬浮物升高、滤层压差上升加快的问题，技术团队优化运行方案：前端增设微混凝单元，投加少量聚合氯化铝强化絮凝；优化反洗参数，缩短定时反洗周期，增设每周一次强化气洗。优化后，雨季高负荷工况下出水仍稳定达标，滤层运行周期保持在正常范围。
1. 浅层砂过滤器和传统深床滤池核心区别是什么？ 答：核心区别在于滤层厚度与过滤机理。传统深床滤池滤层厚、滤速低，依靠深层过滤截留杂质，占地面积大、反洗耗水多；浅层砂过滤器采用薄滤层、梯度级配，依靠表层滤饼过滤为主，滤速快、占地小、反洗耗水少，相同处理量下占地减少 30% 以上，更适合已建污水厂提标改造。
2. 浅层砂过滤器为什么采用双层滤料？ 答：上层无烟煤孔隙大、纳污容量高，截留大部分杂质；下层石英砂孔隙细，保障最终过滤精度。双层梯度结构的纳污容量是单层石英砂的 1.5 倍以上，过滤周期延长 50%；同时利用密度差异反洗后自动分层，不混层，运行稳定性好。
3. 气水联合反洗比单一水反洗好在哪里？ 答：气洗可通过气流扰动充分松动滤层，剥离滤料表面附着的杂质，再通过水洗漂洗排出，再生效果较单一水反洗提升 30%~40%；可有效防止滤层板结，延长滤料使用寿命；同时反洗耗水量减少 30% 以上，运行更经济。
4. 浅层砂过滤器的反洗周期怎么定？ 答：优先采用压差触发模式，进出口压差达到 0.05~0.08MPa 时自动启动反洗；同时设定最长运行周期作为备用，常规工况 1~3 天，高悬浮物工况缩短。避免固定周期反洗造成的过度反洗或反洗不足，提升运行经济性。
5. 市政中水回用浅层砂过滤出水能达到什么标准？ 答：采用双层梯度滤料的浅层砂过滤器，出水悬浮物可稳定≤5mg/L，浊度≤3NTU，配合前端生化处理，可满足 GB/T 18920-2002 城市杂用水、绿化用水等回用标准；深度处理场景配合活性炭吸附等工艺，可达到更高回用标准。
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50335-2016 城镇污水再生利用工程设计规范 [S]. 北京：中国计划出版社，2016.
[2] 中华人民共和国生态环境部. HJ 2008—2010 污水过滤处理工程技术规范 [S]. 北京：中国环境科学出版社，2010.
[3] 中国城镇供水排水协会. 2025 年市政污水深度处理与回用技术装备调研报告 [R]. 北京：中国城镇供水排水协会，2025.
[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司. QCS 系列浅层砂过滤器产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026. [5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某市政污水厂中水回用深度处理改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
