國外首先用試驗(yàn)證實(shí)了脫落機(jī)理，懸浮雜質(zhì)穎粒在遷移和黏附的同時(shí)，小顆粒和大顆粒都有可能從無煙煤濾料上剝離下來。脫落機(jī)理主要是研究懸浮雜質(zhì)顆粒在無煙煤濾料表面的存在狀態(tài)，實(shí)際上是討論濾料層在過濾過程中截留雜質(zhì)的規(guī)律。在實(shí)際過濾過程中發(fā)現(xiàn)，并不是懸浮雜質(zhì)顆粒一旦被濾料表面黏附就牢固地附著在濾料表面上，而是要受到其他因素干擾，使其從濾料表面脫落下來再進(jìn)入下層濾料被截留，處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即為“黏附脫落--再黏附”過程，這也就解釋了實(shí)際運(yùn)行濾池的濾料層為什么一般采用 0.7-1.Om厚的原因。由于孔隙中的水流剪切作用而導(dǎo)致顆粒從濾料表面脫落，黏附力和水流剪切力的大小決定了懸浮雜質(zhì)顆粒的剝離程度。剝離在一定條件下對過濾工藝是有益的，剝離使懸浮物顆粒向下層推移，有利于使整個(gè)無煙煤濾料層的過濾作用得到發(fā)揮。脫落機(jī)理很好地解釋了粗粒徑濾料層(如單層無煙煤濾料層)的深層截污模式和高濾速下懸浮雜質(zhì)顆粒更容易穿透濾層使出水水質(zhì)變差的現(xiàn)象。目前認(rèn)為脫落機(jī)理土要有以下三個(gè)方面的作用。
水流的剪力作用。是指隨著過濾過程的進(jìn)行，濾料表面被懸浮雜質(zhì)顆粒包圍，造成濾料層的孔隙率減小，相應(yīng)濾料層中的縫隙流速增大，即水流剪力增大，這樣產(chǎn)生沖刷，可能使得部分懸浮雜質(zhì)顆粒從濾料表面上脫落而進(jìn)入下層濾料被截留。
懸浮雜質(zhì)顆粒的剪力作用。指進(jìn)水中的懸浮雜質(zhì)顆粒對停留在濾料表面的懸浮雜質(zhì)顆粒產(chǎn)生撞擊作用，使原來附著在濾料表面上的懸浮雜質(zhì)顆粒脫落。也就是說后面的雜質(zhì)顆粒撞掉了前面附著在濾料表面上的顆粒而自己又附著到無煙煤濾料表面上，處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
水流的穿透作用。指水流中的懸浮雜質(zhì)顆粒有可能對濾料表面的懸浮雜質(zhì)既不產(chǎn)生撞擊也沒有附著到濾料表面上，而是直接穿過濾料層，這種雜質(zhì)直接穿透水流的現(xiàn)象也被看作為雜質(zhì)脫落機(jī)理范圍。
脫落機(jī)理從表面上看對過濾過程似乎不利，由于雜質(zhì)脫落，必然導(dǎo)致雜質(zhì)下移，特別在過濾后期，容易使雜質(zhì)帶出池外，出水水質(zhì)變差。但從整個(gè)過濾過程或者從濾料層含污能力來分析，脫落機(jī)理對過濾還是有利的。由于脫落機(jī)理作用，一方面可以提高無煙煤濾料層的含污能力，通過動(dòng)態(tài)平衡使濾料層中的懸浮雜質(zhì)分布趨于均勻，不至于形成濾料表層懸浮雜質(zhì)含量太多而使表層濾料的孔隙堵死，下層無煙煤濾料未發(fā)揮作用就結(jié)束了過濾周期。
