多介质过滤器如何设计？

设计的终极目标是在保证多介质过滤器出水水质（低浊度、低SDI值）的前提下，实现最长的过滤周期和最低的运行能耗（反洗耗水、耗电）。高效性就体现在这多个目标的平衡上。

以下是整个设计流程的全景图，它展示了从需求分析到最终验证的完整决策路径：

二、 分步设计详解

1. 滤料的选择与级配设计 (The Heart of the System)

这是过滤器设计的灵魂，直接决定了过滤效果。

• 滤料选择原则：

• 机械强度：高磨损率（莫氏硬度），避免反洗时破碎产生粉末。

• 化学稳定性：耐腐蚀，不溶于水，不影响出水水质。

• 颗粒形状：优先选用接近球形的颗粒，孔隙率大，截污能力强。

• 成本：来源稳定，价格经济。最常用的组合是无烟煤 + 石英砂。

• 级配设计（实现“理想滤层”）：

• 无烟煤 (Anthracite)：厚度 0.8-1.2m，粒径 0.8-1.6mm (密度 ~1.6 g/cm³)。负责拦截较大悬浮物。

• 石英砂 (Quartz Sand)：厚度 0.4-0.8m，粒径 0.5-1.2mm (密度 ~2.6 g/cm³)。负责精过滤。

• 磁铁矿/石榴石 (Garnet)：厚度 0.2-0.4m，粒径 0.2-0.5mm (密度 ~4.2 g/cm³)。形成最致密过滤层，防止漏料。

• 承托层 (Gravel Support)：厚度 0.2-0.3m，卵石粒径从 2-4mm 到 16-32mm 分层铺垫。

• 密度：自上而下，滤料密度递增。

• 粒径：自上而下，滤料粒径递减。

• 典型配置（自上而下）：

2. 过滤流速与罐体尺寸设计 (Throughput & Sizing)

• 设计流速 (Filtration Velocity)：8 - 15 m/h。

• 抉择：低流速（8-10 m/h） 出水水质更好，周期更长，但设备投资大。高流速（12-15 m/h） 设备投资小，但出水水质可能稍差，压差增长快，反洗频繁。推荐设计值为 10-12 m/h。

• 计算公式：单罐处理水量 Q (m³/h) = 过滤流速 (m/h) × 罐体截面积 (m²)

• 罐体尺寸：

• 根据处理总量确定罐体数量（通常至少2台，一用一备或并列运行）。

• 由单个罐体的处理水量Q和选定流速，反算出罐体截面积，从而确定直径。

• 高度：滤层总高 + 反洗膨胀高度（~50%滤层高） + 上部清水区（~0.5m） + 底部布水区。总罐体高度通常不低于1.8m。