石英砂过滤器的构造及工作流程可分为核心结构设计与动态运行过程两部分，以下是具体介绍：

一、核心构造组成

1. 过滤容器主体

• 材质：碳钢衬胶、玻璃钢或不锈钢（耐腐蚀性要求高时）。

• 结构：圆柱形罐体，直径 1-3 米，高度 3-6 米（根据处理量设计）。

• 内部组件：

• 滤料层：石英砂（粒径 0.5-1.2mm），厚度 800-1200mm（双层滤料时上层为石英砂，下层为无烟煤）。

• 承托层：鹅卵石或砾石（粒径 2-32mm），厚度 200-300mm，支撑滤料并均匀布水。

• 配水系统：底部采用支管式穿孔管或水帽式布水器，确保反洗时水流均匀。

2. 进出水系统

• 进水口：位于罐体顶部或侧面，配备进水阀（电动 / 气动）。

• 出水口：位于罐体底部，连接清水池，设出水阀和浊度在线检测仪。

3. 反洗系统

• 空气管：底部布置，连接空压机，孔径 3-5mm，用于气洗。

• 反洗水管：与反洗水泵相连，反洗强度 8-10L/(m²・s)。

• 排污口：位于罐体底部，排放反洗废水。

4. 控制系统

• 阀门组：进水阀、出水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、空气阀等。

• 监测仪表：压差变送器（监测滤层阻力）、浊度仪（监测出水水质）、流量计。

• PLC 控制器：根据预设参数自动切换过滤 / 反洗状态。

二、工作流程详解

1. 过滤阶段

• 水流路径：原水从顶部进水口→滤料层（自上而下）→承托层→配水系统→底部出水口→清水池。

• 关键过程：

• 机械拦截：滤料孔隙截留悬浮物，形成滤饼层。

• 生物降解：滤料表面生物膜分解有机物。

• 运行参数：

• 过滤速度：8-12m/h（单层滤料）或 12-15m/h（双层滤料）。

• 滤层压降：初始 0.01-0.02MPa，终值 0.05-0.07MPa 时触发反洗。

2. 反洗阶段

• 触发条件：

• 压差≥0.05MPa；

• 出水浊度＞1NTU；

• 定时反洗（24-48 小时 / 次）。

• 操作步骤：

1. 排水：关闭进水阀，开启排水阀，将滤层上部积水排至滤料表面。

2. 空气擦洗：开启空气阀，压缩空气从底部进入（强度 15-20L/(m²・s)），持续 3-5 分钟，使滤料剧烈摩擦剥离污染物。

3. 水反洗：关闭空气阀，开启反洗水阀，水流自下而上冲洗（强度 8-10L/(m²・s)），持续 5-8 分钟，将杂质带出。

4. 正洗恢复：反洗结束后，开启进水阀和排水阀，以过滤速度冲洗至出水浊度＜1NTU，恢复过滤状态。

3. 反洗废水处理

• 废水特性：反洗水含大量悬浮物（浊度 500-1000NTU），SS 浓度可达 5000-10000mg/L。

• 处理方式：反洗废水排入沉淀池或气浮池，沉淀后上清液回用，污泥脱水外运。

三、构造优化与技术创新

1. 滤料级配改进：

• 变粒径滤料：上层粗砂（1.0-1.2mm）截污，下层细砂（0.5-0.8mm）精滤，截污量提升 30%。

• 复合滤料：石英砂 + 磁铁矿（密度 4.5g/cm³），增强对重金属的去除能力。

2. 配水系统升级：

• 梯形绕丝管：缝隙 0.2-0.5mm，布水均匀性达 95% 以上。

• 超滤膜辅助：在配水系统前加装微滤膜（孔径 10-50μm），防止滤料流失。

3. 智能控制技术：

• 模糊控制算法：根据原水水质（浊度、流量）动态调整反洗强度和时间。

• 物联网监测：通过云端平台实时监控压差、流量、反洗频率等参数，预测滤料寿命。