粒狀濾料的基本概念

早期的粒狀介質過濾裝置多屬慢濾過濾。例如，慢濾技術應用于水處理。在慢濾裝置內放置粒徑很細的砂粒作為過濾介質，過濾速度很慢，一般為0.1?0.3m/h （按濾層截面計算九慢濾裝置的過濾作用是利用藻類和原生動物在細砂粒表面繁殖形成一層黏膜。當水通過此黏膜時，水中絕大部分懸浮物被截留，當此種過濾裝置工作1?3個月后，濾層可能因被截留雜質堵塞而不能運行。此時過濾裝置應停運，清除表面濾層中的污物，其方法通常是將表面2?3cm的細砂層挖出，然后重新投運。但此時因黏膜隨表層細砂一起被挖出，故投運后，需在重新形成黏膜后，出水情況才能轉好。當砂層經過多次挖出，整個濾層減薄到一定高度時，便需要補充新的砂層。慢濾裝置由于生產率低，現已很少使用。

目前，快濾裝置在水處理中應用較廣，其中以砂粒為濾料的過濾裝置應用最為普遍。快濾裝置的濾速大于10 m/h。在過濾前，必須先投加混凝劑以去除濁度,同時可去除一部分細菌、病毒。快濾裝置的過濾機理不光是簡單的機械篩濾，還有接觸黏附的作用。主要有兩個過程：遷移和黏附。

遷移是顆粒脫離流線接近濾料的過程，主要由以下作用力引起：攔截、沉淀、慣性、擴散和水動力（非球形顆粒在速度梯度作用下發生轉動）。對于這幾種力的 大小，目前只能定性描述。濾料顆粒的遷移機理示意見圖2-2。

黏附屬于物理一化學作用力（范德華引力、靜電力以及一些特殊化學力），但表層濾料的篩分作用也不能排除，特別是在過濾后期，當濾層中的孔隙尺寸逐漸減少時。

濾料是粒狀濾料過濾裝置中的重要組成部分。根據具體使用條件選取濾料、確定濾料顆粒的級配和濾料的層高等對保證過濾效果有很重要的意義。濾料應至少滿足以下工藝要求：足夠的機械強度，良好的化學穩定性，適當的粒度組成。此外，還應考慮濾料的來源是否充分，價格是否低廉。例如，在水處理領域內，常用的濾料主要有石英砂、無煙煤、大理石和石榴石等。近年來，陶粒、瓷砂、火山巖、燒結巖等濾料的應用也越來越廣泛。

在水處理中，顆粒材料過濾主要用于經混凝或生物處理后廢水中懸浮物的去除。在廢水處理中，為了延長過濾周期，提高濾池的截污量可釆用上向流、粗濾料、雙層和三層多層濾料濾池；為了延長過濾周期，適應濾池頻繁沖洗的要求可釆用連續流過濾池和脈沖過濾濾池。