水过滤

用于多介质过滤器的石榴石滤料

石榴石是常用滤料中最重的。GRM Garnet比重4.0,作为最细的精滤层位于多介质滤床底部,其粗粒度规格还可在承托层中替代石英砾石。从家用水箱或泳池过滤器到城市水厂,各种规模的过滤器均适用。

无烟煤滤砂石榴石,14/40粗石榴石承托层,8/12水流密度最大的滤料沉于底部
上层粗而轻,下层细而重。
4.0比重,常用滤料中最重
17–24 m/h含石榴石多介质过滤器的设计滤速,普通快滤池约为5 m/h
10–20 µm细石榴石层可截留的最小粒径
0.1–8 mm十种粒度规格,从细粒精滤到粗粒承托
为什么选择石榴石

关键在于重量。

介质过滤器通过反冲洗进行清洗:水泵将水自下而上压过滤床,使滤床浮起松动。水流停止后,滤料重新沉降,最重的颗粒最先沉降。

在水中,GRM颗粒的重量约为同粒径砂粒的1.8倍:其比重扣除所排开的水后为3.0,而砂为1.65。因此,尽管石榴石颗粒是滤床中最细的,每次反冲洗后仍会回到底部,各层始终保持正确的顺序2,6。

仅用砂

反冲洗后,最细的砂沉积在最上层,因此悬浮物被截留在顶部几厘米内,过滤器很快堵塞6。

含石榴石的多介质滤床

悬浮物可深入滤床,因此纳污量更大、反冲洗周期更长,并且最终仍经过细滤层2,6。在一项ASCE研究中,由无烟煤、砂和石榴石组成的滤床,水头损失仅为常规砂滤池的近一半,而滤后水水质未见下降3。

滤料比重

GRM安全数据表;过滤用石榴石1;石英砂14;无烟煤最低值2。

多介质过滤器的工作原理

由粗到细,由轻到重。

多介质过滤器在一个滤床中叠放三种滤料。水先接触最粗、最轻的颗粒,最后接触最细、最重的颗粒,因此整个滤床深度都在发挥作用。正是石榴石层构成了这一序列的底部。

待滤水
无烟煤约占滤床55% · 比重大于1.4 · 有效粒径0.6–1.6 mm
石英砂约30% · 比重2.65 · 有效粒径0.35–0.65 mm
细石榴石约15% · 比重4.0 · 有效粒径0.26 mm
GRM 50#
承托层石榴石将细滤层固定在位
GRM 8/12
粗石榴石替代承托层砾石
GRM 4/8 · 2/4
底部集水系统收集滤后水
滤后水出口

市政和工业滤床的分层比例1。滤料粒径2;GRM有效粒径根据GRM粒度表计算15。各层厚度请遵循过滤器设计方的规定。

石榴石在滤床中的四种作用

细粒精滤层。位于滤料底部,是最细、最重的一层。采用GRM 50#;设计要求超细滤料时采用80#。

过渡层。使滤床从承托层逐级过渡到细滤料。采用GRM 14/40。

承托垫层。承托滤床并保护布水器。采用GRM 8/12。

粗粒承托层。替代承托层砾石,构成全石榴石滤床。采用GRM 4/8和2/4。

细石榴石层可截留小至约10–20 µm的颗粒6。多介质过滤器的设计滤速为17–24 m/h,而普通快滤池约为5 m/h2。

石榴石的应用场合

从家庭到城市。

凡是水流经可反冲洗颗粒滤料过滤器的地方,石榴石都能承担上述四种作用之一。以下所有市场,只需GRM的少数几种粒度规格即可覆盖。

市场典型过滤器石榴石所在位置GRM粒度规格带来的益处
家庭及农场用水可反冲洗罐式过滤器,用于去除泥沙、铁和锰布水器处的垫层;细滤层50# · 8/12 · 4/8始终位于较重的除铁滤料下方;防止滤料进入控制阀;单罐即可获得更精细的出水1,11,13
泳池与水疗池循环系统中的砂缸过滤器砂层下方的细滤层;布水支管处的承托层50# · 8/12使砂缸过滤器的截留效果向滤芯过滤器水平靠近,同时保留简便的反冲洗6,7
市政饮用水重力式快滤池,双层及三层滤料底部细滤层;全石榴石承托层50# · 80# · 8/12 · 4/8 · 2/4设计滤速为普通快滤池的3.5–5倍;水头损失减少约50%2,3
污水处理与回用三级处理多介质过滤器细粒精滤层50#截污更深、运行周期更长,适用于回用水质的出水6
海水淡化与反渗透滤芯和膜之前的压力式多介质过滤器细粒精滤层;全石榴石承托层50# · 8/12 · 4/8 · 2/4去除大部分5 µm及以下的颗粒,保护膜元件9
冷却塔旁滤介质过滤器高滤速滤床中的细滤层50#换热器更洁净,杀菌剂用量更少;每m²过滤面积处理水量更多2,10
工艺用水与锅炉离子交换和反渗透之前的多介质预处理细粒精滤层;承托层50# · 8/12 · 4/8化学惰性、不溶于水且氯化物低,对待除盐水几乎不增加杂质12
石油天然气海水注入及脱硫酸盐进水过滤器细粒精滤层;全石榴石承托层50# · 80# · 8/12 · 4/8 · 2/4无烟煤–砂–石榴石滤床可提高脱硫酸盐撬装装置的运行率9

铜SX-EW电解液过滤器另有专页介绍

泳池与水处理厂

泳池水更清澈。同样的过滤器,产水更多。

泳池与水疗池

泳池砂缸过滤器就是一台微型的反冲洗介质过滤器。在砂层下方加一层GRM细石榴石,可使截留效果接近滤芯级,且仍可通过简单的反冲洗进行清洗。泳池过滤砂通常每三至五年更换一次8;石榴石硬度高,可抵抗反冲洗中的磨损1。

添加方法:按过滤器制造商规定的厚度,在布水支管周围铺GRM 8/12,再铺一层GRM 50#,最上层铺制造商指定的泳池过滤砂。

可截留的最小颗粒µm · 越短越精细

过滤器类型7;多介质滤床中的细石榴石层6。

市政饮用水与污水

大多数水厂在混凝和沉淀之后对水进行过滤,过滤是消毒前的最后一道物理屏障。石榴石位于无烟煤、砂和石榴石三层滤床的底部细滤层。

多介质过滤器的设计单位面积处理量为普通快滤池的3.5–5倍2。改造现有砂滤池,可在不新建滤池的情况下提升水厂产能;监管部门通常会要求加强监测,以证明在更高滤速下水质仍能保持2。

典型滤速m/h

米/小时即每平方米过滤面积每小时通过的水量(立方米)。由gal/ft²/min换算而来2。

海水淡化与反渗透

由无烟煤、砂和石榴石组成的多介质过滤器,可在水进入滤芯和膜之前去除大部分5 µm及以下的颗粒,从而减少滤芯更换次数和膜污染9。

冷却塔

旁滤介质过滤器可使换热器保持清洁,并减少杀菌剂需求10。含石榴石的多介质滤床可在更高滤速下运行,因此每平方米过滤面积处理的水量更多2。

工艺用水与锅炉

多介质过滤器是离子交换、反渗透和锅炉补给水处理之前的第一级12。GRM Garnet不溶于水且化学惰性,氯化物10–15 ppm,因此对即将除盐的水几乎不增加杂质。

粗石榴石 · 4/8和2/4

全石榴石承托层。市面少见。

每台介质过滤器都建立在分级承托层之上,承托层将滤料托在底部集水系统上方,并使反冲洗水分布均匀。这些承托层通常采用石英砾石,因为已公布的过滤用石榴石粒度规格最大只到约2.5 mm1,11。GRM破碎硬岩,因此其4/8和2/4粒度规格可提供粒径达8 mm及以上的石榴石,整个承托层都可采用石榴石。

常规滤床
无烟煤
石英砂
细石榴石
石榴石承托层,最大2.5 mm
石英砾石比重2.65,比上方的石榴石轻
粗石英砾石
底部集水系统

较轻的砾石位于较重的石榴石之下。反冲洗时两者可能混层,导致水流短路绕过滤床、承托层不均匀11。

全石榴石滤床 · GRM
无烟煤
石英砂
细石榴石GRM 50#
承托层石榴石GRM 8/12
粗石榴石GRM 4/8
粗石榴石GRM 2/4
底部集水系统

从细滤层到底部集水系统,全部采用同一种高密度材料。在水中,石榴石的重量约为同粒径石英砾石的1.8倍,因此反冲洗时更不易被托起。AWWA B100将高密度砾石与普通砾石一并列为过滤材料4。

过滤用粒度规格

全部十种粒度规格,覆盖滤床每一层。

过滤器设计人员以有效粒径(ES,即d10:10%的颗粒可通过的粒径)和不均匀系数(UC,d60 ÷ d10;越接近1表示颗粒越均匀)来规定滤料。GRM每种粒度规格均可作为滤料供应;高亮显示的粒度规格是分层滤床的常用选择。

粒度规格ES(d10)UC在滤床中的作用
120#0.11 mm1.45设计有要求时用作超细精滤
80#0.16 mm1.43超细精滤层
50#0.26 mm1.38细粒精滤层:标准多介质石榴石
20/600.23 mm1.98级配较宽的细至中粒层
14/40 Specialty Filter0.65 mm1.82承托层与细滤料之间的过渡层
36#0.38 mm2.63级配较宽的中粒层
8/80 Alpha Blast0.25 mm3.40级配很宽;按过滤器设计方技术规范使用
8/121.73 mm1.17承托垫层及布水器覆盖层
4/82.58 mm1.55替代细砾石的粗粒承托层 · 市面少见
2/45.30 mm1.45位于底部集水系统之上的最粗承托层,替代粗砾石 · 市面少见
有效粒径(ES,d10)和不均匀系数(UC,d60 ÷ d10)根据GRM Garnet粒度表计算。确定技术规格前请经实验室检测确认。细粒过滤用石榴石的有效粒径通常为0.18–0.60 mm,承托层石榴石为1.0–2.5 mm。
密度高

比重4.0–4.1,极少有颗粒被冲入砂层。

耐磨

莫氏硬度7.5–8.0,耐受反冲洗中的磨损,使用寿命长1。

洁净

不溶于水、化学惰性,可浸出到水中的氯化物仅10–15 ppm。

单一供应商

所有石榴石层均来自同一来源,化学成分一致,检测数据统一。

常见问题

石榴石滤料:常见问题。

为什么多介质过滤器的底层采用石榴石?

石榴石是最重的常用滤料,比重约4.0。每次反冲洗后,最重的颗粒最先沉降,因此尽管石榴石颗粒是滤床中最细的,它仍会回到底部。这样就保持了上层粗而轻、下层细而重的排列顺序。

多介质过滤器需要多大粒度的石榴石?

细粒精滤层的有效粒径通常在0.18–0.60 mm范围内。GRM 50#(有效粒径0.26 mm,不均匀系数1.38)是标准的细石榴石;80#更细。14/40构成过渡层,8/12构成承托垫层,4/8和2/4可替代承托层砾石。请遵循过滤器设计方的技术规范。

无烟煤、砂和石榴石应采用什么比例?

市政和工业滤床按厚度计通常约为55%无烟煤、30%石英砂和15%石榴石,下方为石榴石承托层。具体厚度由过滤器设计方确定。

石榴石能否替代砾石作为承托层?

可以。AWWA B100将高密度砾石与普通砾石一并列入。GRM 4/8和2/4可提供粒径达8 mm及以上的石榴石,因此整个承托层都可采用石榴石。在水中,其重量约为同粒径石英砾石的1.8倍,因此反冲洗时更不易被托起混入上层。

泳池砂缸过滤器可以使用石榴石吗?

可以。按过滤器制造商规定的厚度,先在布水支管周围铺GRM 8/12,再铺一层GRM 50#,最上层铺制造商指定的泳池过滤砂。细石榴石层可截留小至约10–20 µm的颗粒,而单用砂时约为20–40 µm。请先查阅过滤器制造商的滤料指南。

石榴石滤料可用于饮用水吗?是否经过认证?

GRM Garnet不溶于水且化学惰性,氯化物10–15 ppm。饮用水项目在欧洲通常要求通过EN 12910认证,在北美通常要求通过AWWA B100认证;请向我们索取适用于您项目的现有检测数据。

石榴石滤料多久需要更换?

石榴石硬度高(莫氏硬度7.5–8.0),在反冲洗中耐磨损,因此通常比其上方较轻的滤料使用更久。运营方会在检查结果或过滤性能表明需要时,补充或更换滤料。

文件

技术规格与延伸阅读。

GRM Garnet的其他用途

参考资料

  1. Clack Corporation. Garnet filter media specification.
  2. Engelhardt, Hach (2012). Granular media filtration for water treatment.
  3. ASCE (1968). Filtration through a trimedia filter. Journal of the Sanitary Engineering Division 94(3).
  4. AWWA B100-25. Granular filter material.
  5. EN 12910:2012. Products used for treatment of water intended for human consumption: garnet.
  6. Carbotecnia. Garnet deep-bed filter media.
  7. Pool Research. Sand vs DE vs cartridge filters.
  8. Atomic Filters. How to choose swimming pool sand for filters.
  9. VWS Westgarth. Multi-media filtration.
  10. Water Technology (2019). Side-stream media filtration in cooling towers.
  11. Tohkemy. Filter garnet and support garnet.
  12. Ion Exchange. What is a multimedia filter.
  13. SoftPro. Gravel underbedding in softeners and filters.
  14. Graco. How to choose the right abrasive (silica sand specific gravity).
  15. GRM Garnet (2026). Product data sheet and size chart.

GRM Garnet数值为典型值,不构成技术规格。有效粒径和不均匀系数根据GRM粒度表计算;确定技术规格前请经实验室检测确认。饮用水项目通常要求通过EN 129105或AWWA B1004认证。除非另有说明,第三方数据描述的是石榴石的总体情况,而非GRM Garnet。