在常規(guī)水處理過(guò)程中，過(guò)濾一般是利用粒狀和非粒狀濾料對(duì)流動(dòng)水流中的懸浮顆粒施加一定的限制，而流動(dòng)的水流繼續(xù)向前流動(dòng)，將懸浮物拋棄使水獲得澄清的工藝過(guò)程。
水流自上而下通過(guò)濾料層時(shí)，水中顆粒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可分為三個(gè)階段：第一階段為顆粒遷粒由于攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散、水動(dòng)力等物理力學(xué)作用，脫離水流流線向?yàn)V料顆粒表面靠近；第二階段為顆粒黏附，由于物理化學(xué)作用，水中懸浮顆粒被黏附在濾料顆粒表面上，或黏附在濾料表面原來(lái)黏附的顆粒上；第三階段為顆粒脫落，在黏附的同時(shí)，已黏附在濾料上的懸浮顆粒在水流剪切力的作用下重新進(jìn)入水中，被下層濾料截留，避免了污泥局部聚積，使整個(gè)濾料的截污能力得以發(fā)揮。因此，過(guò)濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間黏附作用的結(jié)果，過(guò)濾機(jī)理可以歸納為以下三種作用。
一是阻力截留。當(dāng)原水自上而下流過(guò)粒狀濾料層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來(lái)越小，截污能力變得越來(lái)越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過(guò)濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩選作用。篩選作用的強(qiáng)度主要取決于表層濾料的最小粒徑和水中懸浮物的粒徑，并與過(guò)濾速度有關(guān)。懸浮物粒徑越大，表層濾料粒徑和濾速越小，就越容易形成表層篩選膜，濾膜的截污能力也越高。
二是重力沉降。原水通過(guò)濾料層時(shí)，眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。水中顆粒由于自身的重力作用或慣性作用而脫離流線被拋向?yàn)V料表面。重力沉降強(qiáng)度主要與絲網(wǎng)除沫器濾料直徑和過(guò)濾速度有關(guān)。濾料越小，沉降面積越大，濾速越小，則水流越平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。
三是接觸絮凝。由于濾料具有很大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用，此外，砂粒在水中常帶有表面負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的黏土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。在大多數(shù)情況下，濾料表面對(duì)尚未絮凝的膠體還能起到接觸碰撞的媒介作用，促使凝聚過(guò)程發(fā)生。
在實(shí)際過(guò)濾過(guò)程中，上述三種機(jī)理往往同時(shí)起作用，只是依條件不同而有主次之分。對(duì)粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力截留為主，由于這一過(guò)程主要發(fā)生在濾層表面，通常稱為表面過(guò)濾。對(duì)于細(xì)微懸浮物，以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主，稱為深層過(guò)濾。
均粒石英砂濾料有過(guò)濾周期長(zhǎng)、濾后水質(zhì)好、過(guò)濾水頭損失增長(zhǎng)小的優(yōu)點(diǎn)，能較好地克服表面堵塞，從而充分提高過(guò)濾效率，氣水反沖洗效果好。目前，一般污水處理廠的濾料大多采用普通石英砂濾料，也有部分陶粒填料和無(wú)煙煤填料。但由于這些濾料本身具有局限性，如其比表面積有限、中性條件下表面帶負(fù)電荷或不經(jīng)濟(jì)性，人們通過(guò)在石英砂表面附著不同功能的物質(zhì)來(lái)改善石英砂濾料表面的性質(zhì)。
石英砂改性濾料是在普通石英砂濾料表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)涂上一層改性劑（通常為金屬氧化物和氫氧化物），從而改變?cè)瓰V料顆粒表面的物理化學(xué)性質(zhì)，以提高濾料對(duì)某些特殊物的吸附能力，達(dá)到改善出水水質(zhì)的目的。
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