在我们日常的生产和生活中，清澈可靠的水源至关重要。而在工业水处理、市政供水乃至游泳池循环水系统背后，有一个不可或缺的关键环节——多介质过滤器。它就像是水质净化路上的一道高效“多层筛检程序”，凭借其独特的工作原理，默默地去除着水中的各种杂质。那么，它是如何做到的呢？
多介质过滤器（Multi-media Filter），又称机械过滤器（Mechanical Filter），是一种利用两种或两种以上的过滤介质（如石英砂、无烟煤、锰砂、石榴石、磁铁矿等），在一定的压力下，使水流通过一定厚度的滤料层，依靠物理过滤（主要是深度过滤）和吸附作用来有效去除水中悬浮杂质（如悬浮物、胶体、泥沙、藻类、部分有机物等），从而使水变得澄清的过程设备。它通常是深度脱盐处理（如反渗透、离子交换）的前置预处理单元，用于保护后续精密设备免受污染和堵塞。
多介质过滤器的工作原理核心在于“深度过滤”和“滤料级配”。
深度过滤 (Depth Filtration)：
不同于表面过滤（如用筛网），深度过滤的过滤作用发生在整个滤料层的内部和孔隙中。其原理可以概括为：
吸附与机械阻留：当水流自上而下穿过不同粒径的滤料层时，水中的悬浮颗粒会由于吸附作用和机械阻留作用被截留在滤料表面和滤层深处的孔隙中。
碰撞与粘附：当水流进入滤层中部时，滤料颗粒排列更为紧密，水流通道更曲折，这使得水中的微小颗粒有更多机会与滤料颗粒碰撞并粘附在其表面，从而被去除。
简单来说，较大的颗粒多在滤床表层被去除，而较小的颗粒则能在滤床的更深层被捕获。 这使得整个滤料层都能发挥截污作用，容污能力更强，过滤效果更好，运行周期更长。
滤料级配 (Filter Media Grading)：
这是多介质过滤器设计的精髓。几种滤料不是随意混合，而是根据其密度和粒径科学分层铺装。
| 滤层位置 | 常用滤料 | 相对密度 | 粒径范围 | 主要作用 |
|---|---|---|---|---|
| 上层 | 无烟煤 | 1.4-1.6 | 0.8-1.8mm | 去除较大悬浮物，延长过滤周期 |
| 中层 | 石英砂 | 2.6-2.65 | 0.5-1.2mm | 截留中等粒径杂质，进一步净化 |
| 下层 | 磁铁矿/石榴石 | 4.7-5.0 | 0.5-4mm | 精细过滤，支撑上层滤料，均匀布水 |
过滤器的运行是一个周期性的过程，主要包括过滤和反洗两个阶段：
过滤 (Service Flow)：
原水在一定的压力（通常为0.1-0.6MPa）下，从过滤器上部进入，通过布水器均匀分布后，自上而下地流经滤料层。水中杂质被逐层截留，净化后的水从底部集水装置流出，送入后续流程。 随着运行时间推移，截留的杂质增多，过滤器前后的压差会逐渐升高，直至达到设定值（如0.1-0.15 bar）或出水水质下降，此时需进行反洗。
反冲洗 (Backwash)：
反洗是为了清除滤层中积存的杂质，恢复其过滤能力。水流方向与过滤时相反，自下而上地高速流过滤料层。同时，有时会辅以空气擦洗（强度10—18 l/s.m²），用气流搅动、擦洗滤料颗粒。在反洗水流的冲击和摩擦作用下，被截留的杂质从滤料上剥离，随反洗废水从顶部排污口排出。 反洗强度、膨胀率（一般在40-50%之间）和时长（约5-10分钟）需要严格控制，以避免滤料流失或冲洗不彻底。
工业领域：电子电力、石油化工、冶金电镀、造纸纺织、制药、食品饮料等行业的工艺用水、循环冷却水预处理。
水净化系统：作为反渗透（RO）、电渗析（EDR）、离子交换软化除盐系统的前置保护预处理。
供水领域：生活饮用水、工厂企业用水的预处理，地表水、地下水除泥沙。
其他领域：游泳池循环水处理、中水回用、废水处理等。
