石英砂过滤器在市政供水中的工作原理是通过物理拦截、重力沉降、吸附作用和生物降解的协同效应实现水质净化，其核心机制可分为过滤阶段与反洗阶段两大过程，具体如下：

一、过滤阶段工作原理

1. 物理拦截（机械过滤）

• 作用对象：粒径大于滤料间隙的悬浮物（如泥沙、藻类、胶体）。

• 实现方式：原水自过滤器顶部进入，通过石英砂滤料层时，较大颗粒被滤料颗粒直接阻挡，形成 “滤饼层”，进一步强化拦截效果。

• 关键参数：滤料粒径通常为 0.5-1.2mm，过滤速度控制在 8-12m/h，确保有效截留。

2. 重力沉降

• 作用机制：水流通过滤层时流速降低（约 0.1-0.3m/s），悬浮物在重力作用下沉积于滤料表面或孔隙中。

• 典型案例：长江流域水厂原水浊度 50NTU 时，经石英砂过滤后可降至 1NTU 以下。

3. 吸附作用

• 化学吸附：石英砂表面的羟基基团与水中带相反电荷的胶体（如腐殖酸）通过静电作用结合。

• 物理吸附：滤料孔隙结构（比表面积约 0.8-1.2m²/g）吸附溶解性有机物和重金属离子。

• 数据支撑：某水厂检测显示，石英砂对 CODmn 的去除率可达 20%-30%。

4. 生物降解（深度净化）

• 生物膜形成：滤料表面附着的微生物（如细菌、原生动物）在有氧条件下分解有机物，形成 “生物滤池” 效应。

• 适用场景：当原水有机物含量较高（如水库水）时，生物作用可显著提升处理效果。

二、反洗阶段工作原理

1. 反洗触发条件

• 压差控制：当滤层阻力（压差）达到 0.05-0.07MPa 时自动启动反洗。

• 浊度控制：出水浊度超过设定阈值（如 1NTU）时触发。

• 时间控制：周期性反洗（通常 24-48 小时 / 次）。

2. 反洗过程

• 气水联合反洗：
  ① 空气擦洗：压缩空气从底部进入，使滤料剧烈摩擦，剥离污染物（气冲强度 15-20L/(m²・s)，持续 3-5 分钟）。
  ② 水反洗：水流反向冲洗，将碎屑和气泡带出（水冲强度 8-10L/(m²・s)，持续 5-8 分钟）。

• 表面扫洗（可选）：顶部喷洒高速水流（强度 2-3L/(m²・s)），增强滤层表面清洁效果。

3. 反洗废水处理

• 反洗排水含高浓度悬浮物（浊度可达 500-1000NTU），需通过沉淀池或气浮池回收滤料细颗粒后排放。