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含有悬浮颗粒的水流经滤料(石英砂或无烟煤)，悬浮颗粒被截留，谁得到澄清，随着过滤时间的延伸和滤料滤层中沉积物的积累， 滤层被沉积物所饱和，就不能再澄清了。
双层机械过滤器是指在一台滤器桶体中装有无烟煤石英砂二种颗粒材质为滤料，上层为较粗粒径(1.2~2.0mm)的无烟煤滤料，下层为较细粒径(0.5~1.2mm)的石英砂滤料。过滤时，水流首先通过无烟煤滤层，水中所含的悬浮杂质机械地被截留在无烟煤表面，有的细小颗粒被水流逐渐带向下层，同时悬浮颗粒除了在较细的石英砂层堆积外，大量的悬浮粒子在无烟煤滤层中被吸附截留，逐渐形成立体沉淀物层，过滤过程中同样起着过滤作用。由此可知，双层机械过滤器运行中，过滤效果较单层滤料好，处理水量也随之增大。单层滤料(石英砂)过滤主要是在石英砂表面滤层内进行，过滤层面积小，水头损失大，悬浮粒子容易穿透，双层滤料(无烟煤-石英砂)过滤主要依靠较粗颗粒无烟煤层的吸附截留作用，形成沉淀物过滤层，增加了过滤面积，水头损失小，流速可以增大，又不易穿透，产水工作周期长。
煤碳是天然形成的，主要成分是有机碳化合物，煤粒基本上是非极性物质，其表面有许许多多大大小小的孔隙，实践证明，非极性的固体表面亲非极性的液体，而疏极性液体，又由于毛细管的作用，过滤时容易吸附截留水中的有机物，悬浮微粒，絮凝物等杂质，而非极性烃类油脂、油污等可以轻而易举地挤掉煤孔隙中原有的极性水分子，取而代之，使水得到净化。同时，无烟煤还具有一定除味脱色的作用，无烟煤所具有的的优异特性，十七成为工业净水中价廉物美的优良滤料。
无烟煤滤料采用人工分类，可减少无关矿物质并降低灰分含量，经过过滤和冲洗，确保其适合水过滤之用。无烟煤滤料具有良好的颗粒保持能力，能够可靠地提高悬浮颗粒能力，因此无烟煤滤料被广泛用于污水处理行业做水处理滤料使用。无烟煤滤料中的煤粒表面有许多大小不等的孔隙，这些孔隙就相当于许多毛细管，由于毛细管作用及孔隙内表面的疏水亲油性质，而使油分子可以容易地挤掉煤孔隙中原有的水分子，取而代之，因此无烟煤滤料有良好的吸附有机悬浮物，特别是吸附烃类油脂的性能，同时还有一定的除味脱色功效。
无烟煤滤料不做单独使用，一般和石英砂滤料等其他净水材料配合使用。多介质过滤器填加的不是单一滤料，而是填装无烟煤滤料、石英砂滤料和鹅卵石滤料等各种滤料，组成不同密度的上下两层滤料。根据水质要求，滤料采用不同的级配比，上层为密度较小，料径较小的轻质滤料，下层为密度较大，粒径较大的滤料。由于两种滤料的密度差较大，在水中下降速度也不同，密度大的下沉快，密度小的下沉慢。石英砂和无烟煤滤料配合使用优点是：经过多个周期反冲洗后，仍能保持“轻、细”的滤料在上，“重、粗”的滤料在下的分层，形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层，提高了过滤水的穿透能力， 限度地发挥了不同密度、不同级配指标下滤层的截污能力。通过自动装置设定每12h 反冲洗一次(15min) ，使滤料再生彻底，保证其过滤性能。
双滤料全自动过滤器与单一滤料的过滤罐相比，具有过滤量大、滤料再生能力强的特点。单一石英砂过滤罐是以石英为滤料，截污能力差，粒径0.6～3.5mm 不等，上层0.6～1.2mm，中层1.2～2mm，下层2～3.5mm。经过一个周期反冲洗后，根据石英砂的料径大小分层，自上而下形成粒径逐渐增大的滤层。
选择无烟煤滤料时需注意以下四点：
1、滤料的粒度：粒径和不均匀系数这两个指标是影响过滤器正常工作的重要参数，粒径大，悬浮物易穿透滤层，反洗强度大，否则残留沉淀物与滤料结块影响水流分布，粒径小，阻力大，水头损失亦大，滤料颗粒大小不均匀同样影响反洗和滤层过滤，因此，根据设计要求，选取合适的粒径，一般无烟煤滤料粒径0.8-2.0毫米，石英砂0.5-1.2毫米，不均匀系数1.3-1.5，密度1.4-1.6.
2、机械强度：可以用磨损性和磨碎性两个指标来衡量，在反洗过程中滤料颗粒间不断的碰撞和摩擦，就会发生颗粒的磨损和磨碎，从而改变滤料原有的特性，影响过滤效果，水处理工艺中要求滤料磨损率<0.5%，磨碎率<4%。
3、化学稳定性：若溶解固形物的增加量<20mg/L，耗氧量增加<10mg/L，硅酸增加量<10mg/L，则此滤料可以认为是化学稳定的。
4、其他杂质含量：无烟煤滤料中若含硫量偏高，会腐蚀设备、管道、容器，减少使用寿命，含量应以<0.25%为佳，其余如Pb、Cu、Zn等重金属含量越低越好。
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