一、滤料层级结构与选型原则

多介质过滤器通常采用 “无烟煤 - 石英砂 - 磁铁矿” 三层滤料结构，利用密度差异形成反洗后自动分层的特性，构建上粗下细的孔隙梯度，实现深层过滤与高纳污量的统一。根据 GB 50050-2017《工业循环冷却水处理设计规范》要求，多层滤料的粒径级配与密度级配应符合梯度分布原则，下层滤料密度大于上层，粒径小于上层，确保反洗后不发生混层 [1]。

典型三层滤料级配参数：

1. 无烟煤层：位于滤层最上层，粒径 0.8~1.8mm，密度 1.4~1.6g/cm³，厚度 400~500mm。主要截留大颗粒悬浮物、胶体与絮凝体，纳污容量占总滤层的 60% 以上。

2. 石英砂层：位于中间层，粒径 0.5~1.0mm，密度 2.6~2.7g/cm³，厚度 400~500mm。主要截留中等粒径颗粒，保障过滤精度与出水稳定性。

3. 磁铁矿层：位于最下层，粒径 0.25~0.5mm，密度 4.5~5.2g/cm³，厚度 150~200mm。主要截留细颗粒杂质，提升出水水质，同时起到压层作用，防止反洗时滤料上浮流失。

承托层位于滤料层与集水系统之间，采用不同粒径的砾石分层铺设，主要作用是支撑滤料、防止滤料随出水流失，同时均匀集水。根据《工业水处理设计手册》要求，承托层共分 4~5 层，粒径从下到上依次为 2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm，每层厚度 100~150mm，总厚度 400~600mm [2]。承托层级配必须严格匹配，粒径过大易导致滤料嵌入流失，粒径过小易造成集水阻力过大。

滤料选型需满足三项核心指标：一是不均匀系数 K80≤1.5，确保粒径分布均匀，过滤与反洗性能稳定；二是破损率与磨损率之和≤3%，减少运行过程中滤料损耗与粉化；三是盐酸可溶率≤2%，避免在水质波动时滤料溶解析出，影响出水水质。

二、滤料投加前准备工作

规范的投加前准备是保障滤料投加质量的前提，需完成罐体检查、承托层铺设、滤料质检三项核心工作。

（一）罐体内部检查与清理

滤料投加前需对过滤器罐体进行全面检查：一是检查布水装置、集水装置的安装牢固性与开孔通畅性，确保布水均匀无堵塞；二是检查罐体内壁衬胶或防腐层完整性，无破损、鼓包与脱落；三是清理罐体内部杂物、焊渣、灰尘与积水，避免杂质混入滤料造成污染。检查完成后封闭人孔与排污口，进行注水试压，确认罐体与阀门无渗漏。

（二）承托层铺设与找平

承托层铺设需严格按照粒径级配从下到上分层进行，每层铺设完成后采用人工找平，确保层面平整、厚度均匀。铺设过程中避免直接踩踏承托层，可采用跳板分散受力，防止粒径混杂与层面凹陷。承托层全部铺设完成后，进行低速注水冲洗，去除表面粉尘与细小颗粒，同时检查集水系统出水通畅性，无跑料现象后方可进行滤料投加。

（三）滤料进场质检与存放

滤料进场时需进行抽样检测，核对粒径级配、密度、破损率等指标是否符合设计要求，不合格滤料严禁投加。滤料存放需采取防雨、防尘措施，避免混入泥土、杂物与粉尘；不同种类、不同粒径的滤料需分开堆放，明确标识，防止混杂。投加前可适当洒水润湿，减少投加过程中粉尘飞扬与静电吸附。

三、标准滤料投加操作流程

滤料投加需遵循 “从下到上、分层投加、逐层找平、控制厚度” 的原则，严格按照级配层级顺序进行，确保层级清晰，避免混杂。

第一步：投加底层磁铁矿滤料

从人孔或专用加料口缓慢投加磁铁矿滤料，采用人工配合工具均匀撒布，避免集中倾倒造成承托层凹陷。投加过程中随时测量厚度，达到设计厚度后进行人工找平，确保层面平整、厚度偏差≤±20mm。投加完成后，缓慢注入清水至浸没滤料 100mm 以上，浸泡 24 小时，排出滤料间隙中的空气，同时冲洗滤料表面粉尘。

第二步：投加中间层石英砂滤料

待磁铁矿层浸泡排气完成后，排掉部分清水，保持水面高于磁铁矿层 50mm，缓慢投加石英砂滤料，均匀撒布在磁铁矿层表面。投加过程中控制投料速度，避免高速冲击破坏下层滤料平整性。达到设计厚度后人工找平，测量厚度偏差≤±20mm。投加完成后再次注水浸没，浸泡 12 小时排气。

第三步：投加上层无烟煤滤料

保持水面高于石英砂层 50mm，缓慢投加无烟煤滤料，均匀撒布。无烟煤密度小易漂浮，投加时需沿罐壁缓慢滑入，避免直接抛洒造成漂浮堆积。达到设计厚度后人工找平，整理层面。全部滤料投加完成后，注水至设计最高液位，浸泡 24 小时，充分排气与浸润。

第四步：初次反洗与滤层整理

滤料全部浸润后，进行初次反洗，验证滤层膨胀效果与分层状态。反洗强度控制在 12~15L/(m²・s)，滤层膨胀率控制在 30%~50%，反洗时间 10~15 分钟，待反洗排水清澈后逐步降低反洗强度，停止反洗静置沉降 [3]。静置 30 分钟后，检查滤层分层情况与总厚度，若厚度不足或分层不清晰，需补充滤料或重新反洗分层。初次反洗完成后，采用低滤速（设计滤速的 50%）通水运行 24 小时，待出水水质稳定后逐步提升至设计滤速。

四、常见投加问题与工程案例

不规范的滤料投加易引发各类运行故障，结合实际工程案例可明确问题根源与解决方法。

（一）常见投加问题与成因

1. 滤料混层：多因投加顺序颠倒、集中倾倒冲击、反洗强度过大导致。混层后滤层孔隙梯度消失，纳污量下降，出水水质超标，压差上升快。

2. 滤料流失：多因承托层级配不当、反洗强度过大、布水不均导致局部流速过高。流失后滤层厚度不足，过滤精度下降。

3. 滤层板结：多因滤料破损率高、粉尘杂质多、反洗不彻底导致。板结后过滤阻力大幅上升，处理水量衰减。

（二）工程案例与解决方案

河南某 2×300MW 热电厂循环水预处理系统，配置 4 台直径 3000mm 多介质过滤器，2024 年滤料更换时由运维人员自行投加，未严格执行级配分层与规范流程。运行 3 个月后出现三大问题：一是反洗后滤料混杂，无烟煤与石英砂界面消失，出水 SDI 值波动于 5~8，达不到反渗透进水要求；二是反洗跑料严重，单次反洗流失滤料约 0.5 吨，每月需补充大量滤料；三是滤层局部板结，过滤阻力上升，单台处理水量从设计 80m³/h 下降至 55m³/h。

2025 年该厂委托利菲尔特运维团队进行滤料重新投加与系统调试。解决方案：首先排空罐体，清理原有混杂滤料，检查并修复布水装置；然后重新铺设承托层，严格按照 4 层级配铺设砾石，逐层找平；接着按照磁铁矿、石英砂、无烟煤的顺序分层投加滤料，每层控制厚度偏差；最后调整反洗系统，配置反洗强度调节阀与流量计，将反洗强度稳定在 13L/(m²・s)，滤层膨胀率控制在 40% 左右 [4]。

改造后运行 6 个月，各项指标稳定达标：出水 SDI 值稳定在 2~3，满足反渗透进水要求；反洗无明显跑料现象，滤料月损耗率低于 0.3%；单台处理水量恢复至 82m³/h，过滤阻力稳定在 0.03~0.05MPa；滤层分层清晰，年度滤料补充量减少 75% 以上。

五、长期运行维护注意事项

滤料投加完成后，规范的运行维护是保障过滤效果与滤料寿命的关键，需重点关注以下四点。

第一，控制反洗强度与周期。反洗强度需根据滤料级配与水温调整，水温低时水黏度大，适当降低反洗强度；反洗周期根据进水浊度与压差设定，通常进出口压差达到 0.08MPa 时启动反洗，避免过度反洗造成滤料磨损与混层。

第二，定期补充滤料。运行过程中滤料会有自然磨损与少量流失，每 3 个月检查一次滤层厚度，当总厚度减少超过 10% 时，补充对应种类的滤料，补充后进行反洗分层。每年进行一次滤料筛分检测，当不均匀系数大于 1.8 或破损率大于 5% 时，考虑整体更换。

第三，避免长期高负荷运行。进水浊度超标时，适当降低滤速，避免杂质穿透滤层；长期停运前进行彻底反洗，排空积水，防止滤料板结与微生物滋生。

第四，禁止违规操作。严禁反洗时突然开大阀门造成冲击，严禁在滤层失水干涸后直接高速通水，避免滤层开裂、偏流。

FAQ

1. 多介质过滤器滤料投加的正确顺序是什么？ 答：多介质过滤器滤料投加需严格遵循从下到上的顺序：先铺设承托层砾石（从大粒径到小粒径），再依次投加磁铁矿滤料、石英砂滤料、无烟煤滤料。严禁颠倒顺序，避免反洗后无法分层造成混层。

2. 如何控制每层滤料的投加厚度？ 答：投加前在罐体内壁按设计厚度做好标记线，投加过程中随时用标尺测量厚度，每层投加完成后人工找平，确保厚度偏差≤±20mm。总滤层厚度偏差不应超过设计值的 ±5%。

3. 初次反洗的膨胀率控制在多少合适？ 答：多介质过滤器初次反洗滤层膨胀率宜控制在 30%~50%。膨胀率过低清洗不彻底，过高易导致滤料混层与流失。可通过反洗强度调节阀与流量计精准控制，反洗过程中观察滤层膨胀高度，确保不超过上布水器。

4. 滤料多久需要补充或更换一次？ 答：正常工况下，滤料年损耗率约 3%~5%，每 3~6 个月检查一次滤层厚度，不足时及时补充。整体更换周期通常为 3~5 年，当滤料破损率大于 5%、不均匀系数大于 1.8 或出水水质持续不达标时，需整体更换滤料。

5. 滤料混层后有什么修复方法？ 答：轻微混层可通过调整反洗强度，进行 2~3 次充分反洗，利用密度差重新分层；严重混层或板结时，需排空滤料，重新按照级配层级规范投加。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50050-2017 工业循环冷却水处理设计规范 [S]. 北京：中国计划出版社，2017. 

[2] 中国市政工程华北设计研究院。工业水处理设计手册（第四版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2020. 

[3] 中国城镇供水排水协会. CJJ 58-2009 城镇供水厂运行、维护及安全技术规程 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2009. 

[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。多介质过滤器安装运维技术指南 [EB/OL]. https://www.lefilter.com, 2026.