一、过滤的机理

过滤主要是水中悬浮颗粒与滤料颗粒之间黏附作用的结果。一方面，被水流夹带的颗粒 与滤料颗粒表面接近或接触，涉及颗粒脱离水流流线而向滤料颗粒表面靠近的迁移机理；另—方面，当颗粒与滤料表面接触或接近时，依靠不同的作用力使得它们黏附于滤粒表面上。

1.颗粒迁移

在过滤过程中，滤层孔隙中的水流一般属于层流状态。被水流挟带的颗粒将随水作流线运动，而其脱离流线而与滤粒表面接近，一般认为是由拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力等作用引起。

①当颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用；

②颗粒沉速较大时会在重力作用下脱离流线，产生沉淀作用；

③颗粒具有较大惯性时也可以脱离流线与滤料表面接触（惯性作用）；

④颗粒较小、布朗运动较剧烈时会扩散至滤料表面（扩散作用）；

⑤在滤料表面附近存在速度梯度，非球体颗粒由于在速度梯度作用下，会产生转动而脱离流线与颗粒表面接触（水动力作用）。

2.颗粒黏附

颗粒黏附是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，则在范德华引力和静电力相互作用下，以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被黏附于滤料颗粒表面上。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在黏附过程，与澄清池中的泥渣所起的黏附作用基本类似，不同的是滤料为固定介质，排列紧密，效果更好，故黏附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质。未经脱稳的悬浮物颗粒，过滤效果很差。但是在过滤过程中，特别是过滤后期，当滤层中孔隙尺寸逐渐减小时，表面滤料的筛滤作用也不能完全排除，但这种现象并不希望发生。

3.滤层内杂质分布规律

与颗粒黏附同时，还存在由于孔隙中水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面脱落的趋势。黏附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒黏附和脱落的程度。往往是下层滤料截留悬浮颗粒作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。这是因为，滤料经反冲洗后，滤料因膨胀而分层，表层滤料粒径最小，黏附比表面积最大，截留悬浮颗粒最多，而孔隙尺寸又最小，因而，过滤到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚至产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。结果在一定过滤水头下滤速减小（或在一定滤速下水头损失达到极限值），或者因滤层受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自裂缝中流出，以至悬浮杂质穿过滤层而使出水水质恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停止。

滤池按滤速的大小可分为快滤池和慢滤池两种。快滤池又分普通快滤池、无阀滤池、V形滤池、虹吸滤池等。无阀滤池不设闸阀，而是利用虹吸原理进行自动过滤和冲洗，因而管理较为方便。无阀滤池按其工作条件可分为重力式无阀滤池和压力式无阀滤池。