日期：2026-10-28浏览： 来源:利菲尔特
城镇污水厂二级出水污染物以悬浮态与胶体态为主，核心指标通常为：悬浮物 SS 10~30mg/L，浊度 5~15NTU，总磷 0.3~1.0mg/L，COD 30~60mg/L。依据 GB/T 18920-2020《城市污水再生利用 城市杂用水水质》与工业回用相关标准，回用水需满足 SS≤5mg/L、浊度≤2NTU，同时需协同控制总磷与有机物指标 [2]。 深度过滤的核心作用是截留混凝沉淀后残留的絮体、胶体与细颗粒悬浮物，稳定出水浊度与 SS 指标，同时通过吸附与筛分作用削减部分总磷与 COD，保障后续消毒与回用安全。
当前多数存量污水厂采用重力式快滤池作为深度处理单元，存在三大核心瓶颈：一是占地规模大，常规滤速仅 6~8m/h，万吨级处理规模需占地数百平方米，难以适配污水厂存量扩容与提标改造的空间约束；二是反洗耗水量高，单池反洗需断供，反洗耗水量占产水量的 5%~8%，回用水产率偏低；三是自动化程度低，多数需人工值守操作，运维强度大，滤层冲洗效果不均，易出现积泥板结与出水水质波动。
在 “二级出水→混凝沉淀→浅层砂过滤器→消毒→回用” 的典型工艺链中，浅层砂过滤器属于核心深度净化单元，替代传统重力滤池承担悬浮物与胶体的终端截留功能。其压力式模块化结构可直接对接原有工艺管路，无需大规模土建，特别适合已建污水厂的提标改造与回用升级项目。
利菲尔特 QCS 系列浅层砂过滤器由多台标准高速砂缸单元并联组成，单台处理流量覆盖 20m³/h~200m³/h，可根据处理规模灵活并联扩容。设备内置穹顶式辐射布水器与底部多孔集水系统，保障水流均匀分布，避免局部偏流冲刷滤层；配套双向自动反冲洗阀与 PLC 智能控制单元，可实现逐个砂缸单独反洗，反洗期间其余砂缸持续正常过滤，全程不中断产水，适配连续运行的回用系统需求。
设备优先采用无烟煤 + 石英砂双层梯度滤料，利用两种滤料的密度差异，反洗后依靠重力自动分层，形成上松下密、上粗下细的梯度孔隙结构。上层无烟煤密度小、粒径大、孔隙率高，优先截留大部分悬浮絮体与大颗粒杂质，承担主要纳污功能；下层石英砂密度大、粒径小、孔隙细密，保障最终过滤精度，截留微细胶体与颗粒。 相较于单层石英砂滤料，双层梯度结构的纳污容量提升 50% 以上，过滤周期延长 40%~60%，可显著减少反洗频次，降低运行能耗与水耗。中水回用场景的标准滤料级配参数如下表所示。
表 1 城镇中水回用场景双层滤料级配参数
滤层位置 | 滤料材质 | 有效粒径 d₁₀(mm) | 不均匀系数 K₈₀ | 滤层厚度 (mm) | 核心功能 |
上层 | 优质无烟煤 | 0.8~1.6 | ≤2.0 | 300~400 | 粗滤纳污，截留絮体与大颗粒 |
下层 | 精制石英砂 | 0.5~1.0 | ≤1.6 | 400~500 | 精滤稳压，控制出水浊度与 SS |
滤料总厚度控制在 700~900mm，在保障出水水质的同时控制设备整体高度，适配模块化安装与运输要求。
设计滤速需结合进水水质与回用标准确定，滤速过高会导致出水水质波动，滤速过低则设备利用率不足、投资经济性下降。不同回用场景的设计参数如下表所示。
表 2 不同回用等级浅层砂过滤器设计参数
回用场景 | 进水浊度 (NTU) | 设计滤速 (m/h) | 出水浊度 (NTU) | 出水 SS (mg/L) |
市政绿化、道路洒水 | 5~10 | 12~15 | ≤3 | ≤10 |
工业循环冷却水补水 | 3~8 | 10~12 | ≤2 | ≤5 |
景观环境用水 | 5~12 | 8~10 | ≤1.5 | ≤5 |
高品质回用（超滤前置） | 3~6 | 10~12 | ≤1 | ≤3 |
反洗耗水是深度处理单元运行成本的核心组成部分，通过工艺优化可大幅降低耗水率。采用气水联合分步反洗工艺：先气洗松动滤层，再水洗漂洗排污，相较于单一水反洗，再生效果提升 40% 以上，反洗耗水量减少 30% 以上。 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 0.05~0.08MPa 时自动启动反洗，精准匹配滤层堵塞状态；同时设定最长运行周期 72h 作为兜底，避免低浊度工况下滤料长期压实板结。配合逐罐反洗逻辑，单罐反洗不影响整体产水，反洗耗水量仅占总处理水量的 1%~2%，远低于传统重力滤池 5%~8% 的水平。
设备采用工厂预制化生产，现场仅需管道对接与基础安装，无需大规模土建施工，万吨级处理规模的改造项目施工周期可控制在 1 个月以内，较传统重力滤池缩短 70% 以上。模块化结构支持分期扩容，可根据回用水量增长逐步增加砂缸单元，无需一次性满额投资，适配污水厂逐步提标升级的建设节奏。
河南某县级污水处理厂，设计处理规模 2 万 m³/d，拟实施再生水回用工程，尾水经深度处理后回用于园区工业冷却与市政绿化。原深度处理单元采用传统重力式快滤池，核心瓶颈：一是占地面积约 1200㎡，厂区预留空间不足，无法满足扩容需求；二是反洗耗水量占产水量的 7.2%，产水率偏低；三是自动化程度低，需 2 人值守运维，出水 SS 与浊度波动较大，雨季时常超标。
2025 年该厂实施深度处理单元升级改造，采用利菲尔特 QCS 系列浅层砂过滤器 12 台，单台额定流量 80m³/h，总处理能力 960m³/h，满足 2 万 m³/d 的回用规模。滤料采用无烟煤 + 石英砂双层梯度级配，总厚度 800mm；配套气水联合反洗系统与 PLC 全自动控制单元，压差触发阈值设定为 0.06MPa，定时反洗周期 48h；设备整体露天布置，仅需简易硬化基础，无需新建厂房。
改造后连续运行 6 个月，各项指标改善显著，与原重力滤池对比如下表所示。
表 3 改造前后深度处理单元运行指标对比
监测项目 | 改造前（重力快滤池） | 改造后（浅层砂过滤器） | 变化幅度 |
占地面积 (㎡) | 1200 | 420 | 减少 65% |
施工周期 (天) | 90 | 25 | 缩短 72.2% |
出水浊度 (NTU) | 1.8~3.5 | 0.8~1.5 | 下降 50% 以上 |
出水 SS (mg/L) | 4~9 | 2~4 | 下降 50% 以上 |
反洗耗水率 | 7.2% | 1.6% | 下降 77.8% |
运维人员配置 | 2 人 / 班 | 0 人值守，每日巡检 1 次 | 减少 90% 以上 |
吨水运行成本 (元) | 0.18 | 0.11 | 下降 38.9% |
经测算，改造后年节水、省人工、降能耗合计产生效益约 52 万元，设备投资回收期约 2.1 年。运行初期曾出现雨季进水絮体增多、滤层压差上升偏快的问题，技术团队优化工艺方案：在进水端增设微量 PAC 投加装置，强化微絮凝效果，同时将反洗定时周期缩短至 24h，优化后雨季工况下出水水质仍稳定达标，系统运行可靠性进一步提升。
1. 浅层砂过滤器可以直接替代传统重力式快滤池吗？ 答：可以。在出水指标相当的前提下，浅层砂过滤器滤速更高、占地更小、自动化程度更高，可直接替代重力滤池作为中水回用深度处理单元；且无需大规模土建，改造周期短，特别适合已建污水厂的提标升级项目。
2. 中水回用场景反洗耗水量大概是多少？ 答：采用气水联合反洗 + 逐罐反洗模式，反洗耗水量仅占总处理水量的 1%~2%，远低于传统重力滤池 5%~8% 的水平；配合压差触发逻辑，可根据实际堵塞状态精准反洗，进一步降低无效耗水。
3. 浅层砂过滤能去除总磷吗？ 答：对颗粒态总磷有较好的截留效果，可去除 60% 以上的颗粒态磷；配合前端微絮凝投加药剂，可进一步提升总磷去除率，协同保障出水总磷达标。对于溶解态总磷，需配套化学除磷工艺协同处理。
4. 滤料多久需要整体更换一次？ 答：正常工况下，无烟煤与石英砂滤料使用寿命可达 5~8 年，每年仅需补充 5%~10% 的自然损耗量，无需整体更换。当出水水质持续超标且反洗后无法恢复时，需检测滤料级配与磨损情况，按需分层补充或更换。
5. 已运行的污水厂可以不停产改造吗？ 答：可以。模块化设备可逐组安装对接，利用原有备用管路切换，无需全线停产；施工周期短，对正常生产影响小，适合已运行污水厂的深度处理提标改造。
[1] 中国城镇供水排水协会. 2024 年城镇污水再生利用行业发展报告 [R]. 北京：中国城镇供水排水协会，2024.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T 18920-2020 城市污水再生利用 城市杂用水水质 [S]. 北京：中国标准出版社，2020.
[3] 李军，王秀蘅。城镇污水深度处理过滤技术研究进展 [J]. 工业水处理，2023, 43 (6): 1-7.
[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。某县级污水厂再生水深度处理改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.
