第二节 基础性实验

一、沉淀基础知识

1.基本原理

沉淀是水处理技术中最基本的方法之一，是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。

2.沉淀类型

沉淀的过程根据性质可以分为4种类型：①自由沉淀；②絮凝沉淀；③区域沉淀（或成层沉淀）；④压缩沉淀。

3.应用范围

（1）自由沉淀 用于废水的预处理工艺（沉砂池），主要是去除污水中的无机物（沙粒）以及某些相对密度较大的颗粒状物质。

（2）絮凝沉淀 用于污水进入生物处理构筑物前的初次沉淀池。在这一阶段，是去除相当部分的呈悬浮物状的有机物，以减轻微生物处理的有机负荷。

（3）区域沉淀 用于生物处理后的二次沉淀池。主要用来分离微生物处理工艺中产生的微生物脱落物、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。

（4）压缩沉淀 用于污泥处理阶段的污泥浓缩池。主要将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减少污泥体积、降低后续工艺的构筑物尺寸及处理费用等。

（一）自由沉淀实验

1.实验目的

（1）掌握颗粒自由沉淀的实验方法。

（2）了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制颗粒自由沉淀曲线，即时间—沉淀率（t-E），沉速—沉淀率（u-E）的关系曲线。

2.实验原理

沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律，用沉淀管进行（图2-1）。设水深为h，在t时间能沉到h深度颗粒的沉速u=h/t。根据某给定的时间t₀计算出颗粒的沉速u₀。凡是沉淀速度等于或大于u₀的颗粒，在t₀时都可全部去除。设原水中悬污物浓度为C₀，t时的悬浮物浓度为C_t，则沉淀率：

式中在时间t时能沉到h深度的颗粒沉淀速度u

3.实验装置及材料

（1）有机玻璃沉淀柱一根D=150mm，高2.0m；工作水深设为两种，H₁=1.5m，H₂=1.2m，每根沉淀柱由取样管、进水管及放空阀组成。

（2）测定水深用标尺，计时用秒表。

（3）玻璃烧杯、移液管、玻璃棒和搪瓷托盘。

（4）万分之一天平、干燥器、烘箱、抽滤装置和定量滤纸等。

（5）人工配制水样。

实验装置如图2-1所示。

4.实验步骤

（1）打开沉淀管的阀门将污水注入沉淀管，然后打开进气阀，曝气搅拌均匀。

（2）关闭进气阀，此时取水样100mL（测得悬浮物浓度C₀），同时记下取样口高度，开启秒表，记录沉淀时间。

（3）分别取样100mL，测其悬浮物浓度（C_t），记录沉淀柱内液面高度。

（4）测定每一沉淀时间的水样悬浮物固体量。悬浮物固体的测

定方法：首先调烘箱至（105±1）℃，叠好滤纸放入称量瓶中，打开盖子，将称量瓶放入已调好的烘箱（105±1）℃中至恒重；然后将已恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上得到全部悬浮固体，然后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶，烘干至恒重。

（5）悬浮物固体计算

悬浮物固体含量

式中 ω₁——称量瓶+滤纸质量，g

ω₂——称量瓶+滤纸质量+悬浮物固体的质量，g

V——水样体积，mL

（6）整理实验数据，填写实验记录表（表2-2和表2-3）。

5.结果整理与分析

（1）实验基本参数

水样性质及来源__________

柱高H=__________

沉淀柱直径D=__________

水温__________

原水悬浮物浓度C₀=__________mg/L

（2）实验数据整理及关系曲线绘制 根据不同沉淀时间的取样口距液面平均深度h和沉淀时间t，计算出各种颗粒的沉淀速度u_t和沉淀率E，并绘制时间—沉淀率和沉速—沉淀率的曲线。

利用上述实验数据，计算不同时间t时，沉淀管内未被去除的悬浮物的百分比，即：

以颗粒沉速u为横坐标，以P为纵坐标，在普通格纸上绘制u-P关系曲线。

（3）通过u-P曲线，利用图解法计算不同沉速时悬浮物的去除率E并绘制u-E关系曲线及t-E关系曲线。

（二）成层沉淀实验

1.实验目的

（1）加深对成层沉淀的特点、基本概念以及沉淀规律的理解。

（2）通过实验确定某种污水曝气池混合液的静沉曲线，并为设计澄清浓缩池提供必要的设计参数。

2.基本原理

高浓度水，如黄河高浊度水、活性污泥曝气池混合液等，不论所含颗粒性质如何，在沉淀时，颗粒间的相对位置保持不变，颗粒的下沉速度表现为浑液面等速下沉速度。该速度与原水浓度、悬浮物性质等因素有关。因此成层沉淀研究针对的是水中所含悬浮物整体，即整个浑液面的沉淀过程，从而提供设计浓缩池所需的参数。为消除器壁效应，实验柱内装设慢速搅拌器。为方便实验记录，柱上设标尺表明高度。

3.实验装置及材料

（1）2000mL量筒1个。

（2）人工配制高浓度水样。

（3）秒表1块。

4.实验步骤及记录

（1）将配好的水样倒入2000mL大量筒中，至1800～2000mL。

（2）充分摇匀量筒，使量筒中水样浓度处于均匀。

（3）停止摇动，放在静止的实验台上静沉。

（4）待水样出现浑液面时开始计时（作为0时），记下泥面高度。

（5）每隔一定时间，记录浑液面高度，并记入表2-4，直至浑液面不再下降为止。

5.结果整理

（1）以沉淀时间为横坐标，以沉淀高度为纵坐标，绘制各浓度的H-t线。

（2）根据所得的H-t关系线，利用肯奇式分别求得各断面处的C_i及泥面沉速U_i，绘制U-C曲线。

6.思考题

观察实验现象，注意成层沉淀不同于自由沉淀的地方，原因是什么？

（三）斜板沉淀实验

1.实验目的

（1）通过斜板沉淀池的模拟实验，进一步加深对其构造和工作原理的认识。

（2）进一步了解斜板沉淀池运行的影响因素。

（3）熟悉斜板沉淀池的运行操作方法。

2.实验原理

根据浅层理论，在沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可以提高沉淀效率。斜板沉淀池实际上是把多层沉淀池底板做成一定倾斜率，以利于排泥。斜板与水平成60°角放置于沉淀池中，水流从下向上流动，颗粒沉于斜板上，当颗粒积累到一定程度时，便自动滑下。

在池长为L，池身为H，池中水平流速为v，颗粒沉速为u₀的沉淀池中，当池水在池中为流动状态时，

可见，L与v值不变时，池身H越浅，可被沉淀去除的悬浮颗粒也越小。若用水平隔板，将H分为三等，每层深H/3，如图2-2（a）所示，在u₀与v不变的条件下，则只需L/3，就可将沉速为u₀的颗粒去除，即总容积可减少1/3。如果池长L不变，如图2-2（b）所示，由于池深为H/3，则水平流速可增加3v，仍能将沉速为u₀的颗粒沉淀去除，即处理能力可提高3倍。把沉淀池分成n层就可把处理能力提高n倍。这就是20世纪初，Hazen提出的浅层沉淀理论。

浅层理论应用于实践中，需要考虑解决排泥问题，工程上通常将水平隔板改为水平倾斜成一定角度（通常为60°）的斜面板，构成斜板沉淀池。

水平隔板改成有一定倾角的斜面后，其水流的总沉降面积就是各斜板有效面积总和与倾角α的余弦的乘积，用公式来表示即

式中 A——水流沉降总面积（即所有澄清单元在水面上的投影面积总和），m²

α——斜板与水平面的夹角

A₁——每块斜板的有效面积（澄清单元在水平面的投影面积，如图所示），m²

式中 B——池宽，m

a——水平间距，m

l——斜板长度，m

θ——斜板倾角

斜板沉淀池按照水流方向与颗粒沉淀方向之间的相关关系，可分为：

（1）侧向流斜板沉淀池，水流方向与颗粒沉淀方向互相垂直，如图2-3（a）所示。

（2）同向流斜板沉淀池，水流方向与颗粒沉淀方向相同，如图2-3（b）所示。

（3）逆向流斜板沉淀池，如图2-3（c）所示。

3.实验装置及材料

（1）斜板沉淀池（图2-4）。

（2）浊度仪1台。

（3）酸度计1台。

（4）烧杯（200mL，5个）。

（5）投药设备与反应器。

（6）混凝剂 FeCl₃·6H₂O；Al₂（SO₄）₃·18H₂O。

4.实验步骤

（1）打开进水阀启动水泵，原水经进水槽通过底部配水花墙，均匀流入配水区，水流向上流通过斜板区到达清水区，经净化后从表层出水。沉淀物从斜板滑落到池底。

（2）打开排水阀即可排泥、排水或放空。

（3）可用不同的原水或混凝剂以及混凝剂的不同投加量来进行实验，测定其去除率。

5.实验数据及结果整理

（1）将实验中测得的数据填入表2-5中。

（2）根据测得的进出水浊度计算去除率。

6.应用

斜板沉淀池由于去除率高、停留时间短、占地面积小等优点，故常用于已有污水处理厂挖潜或扩大处理能力；或常用作初沉池。因活性污泥的黏度较大，容易粘在斜板上，经厌氧消化后，脱落并浮到水面结壳或阻塞斜板，影响沉淀面积，所以在废水处理中应慎重使用。一般用在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂含油污水的隔油等都有成功经验。

7.思考题

提高沉淀池沉淀效果的有效途径是什么？

（四）混凝沉淀实验

1.实验目的

（1）通过本实验确定某水样的最佳投药量。

（2）观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果。

2.实验原理

混凝就是在原水中投入药剂后，经过搅拌、混合、反应，使水中悬浮物及胶体杂质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离的过程。水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动、胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种浑浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于①能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶的ζ电位，实现胶粒“脱稳”；②同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；③网捕作用，而达到颗粒的凝聚。创造适宜的化学和水力条件，是混凝工艺上的技术关键。由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH、水流速度梯度等因素。投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同样，如果投加的混凝剂过多，也未必能得到好的混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。

3.实验装置及材料

（1）无极调速六联搅拌机（图2-5）。

（2）1000mL烧杯6～8个。

（3）200mL烧杯8个。

（4）100mL注射器1～2支，移取沉淀水上清液。

（5）100mL洗耳球1个，配合移液管移药用。

（6）1mL、5mL、10mL移液管各1根。

（7）温度计1支（测水温用）。

（8）1000mL量筒1个，量原水体积。

（9）1%FeCl₃或Al₂（SO₄）₃溶液一瓶。

（10）酸度计、浊度仪各1台。

4.实验步骤

（1）测原水水温、浊度（70°～80°）和pH，记入表2-6中。

（2）用1000mL量筒分别量取500mL水样置于6个1000mL的烧杯中。

（3）用移液管分别移取0、0.5mL、1mL、2mL、3mL、5mL的混凝剂于搅拌机的加药试管中，混凝剂为3%的Al₂（SO₄）₃溶液或FeCl₃溶液。

（4）将准备好的水样置于搅拌机中，开动机器调整转速，中速（200r/min）运转5min。

（5）5min后将搅拌机调快，快速（400r/min）运转，同时将混凝剂加入水样中（用蒸馏水将药管中残留液洗净，一同加入水样中），同时开始计时，快速搅拌30s。

（6）30s后，迅速将转速调到中速运转（200r/min），搅拌5min后，再迅速将转速调至慢速（100r/min），搅拌10min。

（7）搅拌过程中，注意观察并记录矾花形成的过程，矾花外观、大小、密实度等填入表2-7中。

（8）搅拌完成后，停机，将水样杯取出，于一旁静置15min并观察矾花沉淀过程。15min后，用注射器分别汲取水样中上清液约100mL（能测浊度、pH即可），置于6个洗净的20mL的烧杯中，测浊度及pH，并记入表2-6中。

（9）整理实验数据，填写表2-7。

5.注意事项

（1）取水样时，所取水样要搅拌均匀，要一次量取以尽量减少所取水样浓度上的差别。

（2）移取烧杯中沉淀上清液时，要在相同条件下取上清液，不要把沉下去的矾花搅起来。

6.实验数据及结果整理

以投药量为横坐标，以剩余浊度为纵坐标，绘制投药量—剩余浊度曲线。

7.思考题

（1）根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝的几个主要因素。

（2）为什么最大投药量时混凝效果不一定好？

二、澄清基础知识

（一）基本原理

利用原水中加入混凝剂并和池中积聚的活性泥渣相互碰撞、接触、吸附，将固体颗粒从水中分离出来，而使原水得到净化的过程，称为澄清。

澄清过程是给水处理或废水处理中的预处理过程，也通常是混凝过程之后和过滤技术之前的一个中间过程。澄清在过滤之前，可以为过滤过程创造一个快速过滤的有利条件。对于澄清技术，我们可做如下分析，澄清过程示意图如图2-6所示。

澄清所需时间和沉降速度之间的关系为：

式中 T——澄清所需时间，s

h——澄清池高度，m

V——沉降速度，m/s

A——澄清池表面积，m²

Q——进水流量，m³/s

由式2-7可知，沉降速度快，澄清时间短；反之，沉降速度慢，澄清时间长。同时水中颗粒的沉降速度也与所选混凝剂有关，如选择铝盐作混凝剂时，因生成的矾花较轻，故沉降速度低；而选择其他类型混凝剂，如铁盐或石灰等，则颗粒的沉降速度就相对高。此外，在设计澄清池时，为保证澄清效果，在澄清池中除去最小颗粒的沉降速度和水平流速之比，一般不大于20∶1～40∶1，如果两者之比大于这一比例，则颗粒往往来不及沉降而影响澄清效果。

根据物理学中斯托克斯定律：

式中 V——沉降速度，m/s

σ——颗粒相对密度，kg/m³

ρ——流体相对密度，kg/m³

μ——流体黏度，Pa·s

D——颗粒直径，μm

由此可见，颗粒直径D越大，沉降速度越高，而且两者呈平方关系。颗粒相对密度σ越大或颗粒与流体两者的相对密度差越大，则沉降速度也越大。此外流体的黏度μ越小，沉降速度越大，因为两者成反比关系。由此可分析出，在澄清前投加混凝剂后，一方面可使水中颗粒凝聚成较大的颗粒，使颗粒直径D增大，另一方面加入高分子絮凝剂后，常可使水的黏度变小，因而使沉降速度增大。

总之，澄清效果与很多因素有关，在此我们还要再强调两个方面。

第一，停留时间：停留时间是指单位体积水流经澄清池所需的时间。停留时间取决于澄清池的目的和处理对象。如主要是去除水中的沙砾、黏土等大颗粒的杂质，则停留时间可短一些；如果主要是去除水中浊度等小颗粒的杂质，则停留时间宜长一些。

第二，污泥的排放和利用：无论是给水处理或废水处理中，通过混凝沉降处理都会产生一定量的污泥。因此污泥的合理排放和利用也是水处理工厂必须考虑和解决的一个突出问题。例如，对澄清池的设计中为了便于污泥的排出，一般均设计成锥形底或尖底；又如，通常需考虑污泥的脱水问题，经过板框压滤或离心分离等措施进一步降低污泥中的含水量。此外，污泥的综合利用也是必须要考虑的问题。

（二）机械搅拌澄清池实验

1.实验目的

（1）了解机械搅拌澄清池的构造及其净水工艺过程；测定运行参数。

（2）观察脉冲澄清池的工作原理及了解进水、布水、澄清、出水、排泥及脉冲发生器等各部分的构造和工作情况，从而对全池的运行建立完整的认识。

2.基本原理及工作过程

（1）机械搅拌澄清池（水力循环澄清池，图2-7）

①工作原理：该装置是将混凝、反应和澄清的过程建在同一个构筑物内，利用悬浮状态的泥渣层作为接触介质，来增加颗粒的碰撞机会，并提高了混凝效果。

②工作过程：经过加药的原水进入三角形分配槽，并从底边的调节缝流入第一反应室。水中的空气从三角槽顶部伸出水面的放空管排走。进入第一反应室的水，经过搅拌、提升至第二反应室，在此进一步进行混凝反应，以便聚结成更大的颗粒，然后从四周进入导流室而流向分离室。由于进入分离室时，断面积突然扩大，因此流速骤降，泥渣下沉，清水以每秒1.0～1.4mm的上升速度向上经集水槽流出。沉下的泥渣从回流缝进入第一反应室，再与从三角槽出来的原水相互混合。在分离室里，部分泥渣进入泥渣浓缩斗，定期予以排除。池底也有排泥阀，以调整泥渣的含量。提升循环回流的水量是处理水量的3～5倍。经一定循环后，泥渣量会不断增加，需要进行排放，以控制一定的沉降比。在第二反应室和导流室内部装有导流板，目的是为了改善水力条件，既利于混合反应，又利于泥渣与水的分离。在处理高浊度的水和池子直径较大时，有的在池底还设有刮泥机装置，以便把池底的沉泥刮至池子中央，从排泥管排放，因此排泥很方便。

③运行操作步骤：开启进水阀1，启动水泵，水自底部进入向上，在混合区与回流泥渣经搅拌器搅拌后充分混合，然后向上流入导流区后进入澄清区，穿过悬浮泥渣层后，水得到净化。泥渣经回流缝重入混合区。

运行完毕，停泵关阀1，开启排水阀2，排水、排泥及放空。

机械搅拌澄清池的优点是效率较高，且比较稳定，对进水水质和处理水量的变化适应性较强，操作运行比较方便；缺点是设备维修工作量较大，设备投资较大。

（2）脉冲澄清池（图2-8）脉冲澄清池是一种悬浮泥渣层澄清池，是间歇性进水的。当进水时上升流速增大，悬浮泥渣层就上升，在不进水或少进水时，悬浮泥渣层就下降，因此使悬浮泥渣处于脉冲式的升降状态，而使水得到澄清。

脉冲澄清池的关键设备是脉冲发生器，脉冲发生器的形式很多，有虹吸式、真空式、钟罩式、皮膜切门式以及浮筒切门式等。以钟罩式脉冲发生器的结构简单而广为使用。

脉冲澄清池主要由两部分组成：上部为进水室和脉冲发生器；下部为澄清池池体，包括配水区、澄清区、集水系统和排泥系统等。

工作过程如下。

①脉冲发生：启动水泵，水进入进水室，室内水位逐渐上升，当水位超过中央管顶时，开始溢入中央管，同时将聚集在钟罩顶部的空气带走，形成真空，发生虹吸，进水室内的水通过钟罩和中央管迅速进入池底配水系统，向上流入澄清室。随着配水过程的继续，进水室的水位迅速下降，到水位低于虹吸管口时，虹吸被破坏，进水室水位又重新逐渐上升，开始第二次脉冲。

②悬浮泥渣层形成：开始运转时，在原水中投加过量的混凝剂，适当降低负荷，调整水在澄清室的上升流速，使颗粒所受阻力与其在水中的重力相等，处于悬浮状态，逐渐积累形成泥渣层。

③配水稳流及澄清：原水经中央管迅速进入池底配水系统，从配水支管孔口高速喷出，在稳流板以下很短时间内混合和初步反应，经稳流板调整，缓速垂直上升，并在脉冲水流作用下，悬浮泥渣层有规律地上下运动，时而膨胀，时而静沉，原水中的颗粒通过悬浮泥渣层的碰撞、吸附，使水得以澄清，由池顶的集水穿孔管引出。

④排泥：在原水不断地被澄清过程中，因颗粒被泥渣层截留，泥渣逐渐过剩，为使泥渣层保持其新陈代谢，保持其接触絮凝活性，过剩泥渣经浓缩室由穿孔排泥管排出。

脉冲澄清池优点是混合充分、布水均匀、虹吸式机械设备比较简单；缺点是真空式设备比较复杂、操作运行管理要求高。

3.思考题

（1）影响混凝效果的因素有哪些？

（2）脉冲发生器虹吸发生时间如何调整？

三、过滤基础知识

过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术。在污水的深度处理中，普遍采用过滤技术。根据过滤材料不同，过滤可分为多孔材料过滤和颗粒材料过滤两类。多孔材料过滤主要包括筛网和微滤机过滤；颗粒材料过滤就是让待滤水流经过具有一定空隙率的粒状材料组成的滤床，去除水中悬浮物的过程。

过滤过程是一个包含多种作用的复杂过程，它包括输送和附着两个阶段，悬浮粒子输送到滤料表面并与之接触产生附着作用，附着以后不再移动才算被滤料截留，输送是过滤的前提。颗粒材料过滤主要用于去除悬浮和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒（固体和油类）以及细菌，同时对污水中的BOD和COD等也有一定的去除效果。

滤池就是完成过滤工艺的处理构筑物，滤池里以不同颗粒的大小滤料，从上到下、由小而大依次排列。当水从上流经过滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表面层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就像在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，当水进入中间滤层也有这种截留作用，为了区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物在滤料的颗粒表面与絮凝体相互黏附，从而发生接触混凝过程。综上所述，滤池的过滤就是通过薄膜过滤、渗透过滤和接触混凝过程，使水进一步得到净化。

滤池净化的主要作用是接触凝聚作用，水中经过絮凝的杂质截留在滤池之中，或者有絮凝作用的滤料表面黏附水中的杂质。滤层去除水中杂质的效果主要取决于滤料的总表面积，随着过滤时间的增加，滤层颗粒的大小和形状，过滤进水中悬浮物含量及截留杂质在垂直方向的分布而定。当滤速大，滤料颗粒粗，滤层较薄时，过滤过的水水质很快变差，过滤水质周期较短；如滤速大、滤料颗粒细，滤池中的水头损失增加也很快，这样很快达到过滤压力周期。所以在处理一定性质的水时，正确确定滤速、滤料颗粒的大小、滤料及厚度之间的关系，具有重要的技术意义与经济意义，这种关系可通过实验的方法来确定。滤料层在反冲洗时，当膨胀率一定，滤料颗粒越大，所需的冲洗强度也越大，水温越高（水的黏滞系数越小），所需冲洗强度也越大。对于不同的滤料、同样颗粒的滤料，当相对密度大的与相对密度小的膨胀率相同时，所需的冲洗强度就大。精确地确定在一定的水温下冲洗强度与膨胀率之间的关系，最可靠的方法是进行反冲洗实验。

根据上述原理，作为完成过滤技术的设备——过滤器，可分为恒压过滤和恒速过滤两种。恒压过滤是指在过滤过程中压力保持恒定，随着过滤的进行，滤出水的流量将逐渐减小，当达到特定的最小流量时，就需要进行反冲洗。而恒速过滤则指在过滤过程中滤出水的流量维持恒定，随着过滤的进行就需要不断增加压力，当达到特定压力时，过滤器需要进行反冲洗。

影响过滤的因素：在过滤过程中，随着过滤时间的增加，滤层中悬浮颗粒的量也会随之不断增加，这就必然会导致过滤过程水力条件的改变。当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水位一定时，如果孔隙率减小，则在水头损失不变的情况下，必然引起水头损失的增加。就整个滤料层来说，上层滤料截污量多，下层滤料截污量少，因此水头损失的增值也由上而下逐渐减小。此外，影响过滤的因素还有水质、水温以及悬浮物的表面性质、尺寸和强度等。