精处理前置过滤器存在问题及优化措施

吴平良

（厦门英仕卫浴有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

人们的生活与生产离不开水资源，如何保障水安全，提高水资源利用率，成为研究的重点。在实践中采用精处理技术，对水进行处理，使其达到使用或者排放标准，满足实际需求。整个精处理环节，需运用到前置过滤器，发挥其净化与处理作用，使水质达标。随着人们对水质要求的不断提高，对精处理有一定的要求。深度分析此课题，提出前置过滤器运行与优化的策略，具有现实意义。

1 精处理与前置过滤器的价值

生活供水对给水水质具有较高的要求，要注重水质的净化，采取精处理，使其达到使用标准理。通过精处理，去除水中含有的金属腐蚀产物、悬浮物等。以某供水管过滤器为例，设计了进出水口的过滤腔，并且设置过滤网与杂质水出口。杂质出水管上设置出水阀门，将出水管和过滤腔相互连通，利用过滤网进行水质的净化处理，完成杂质的过滤，经杂质水出口排放。不仅清洗方便，而且使用较为方便，不具有局限性，有利于水资源的节约和高效利用，具有应用价值。前置过滤器的主要作用是去除凝结水中铁、铜氧化物。一方面，能缩短系统的投运时间；另一方面，可以延长树脂的运行周期与使用寿命。供水用的前置过滤器，主要功能如下。1）解决二次污染。一般来说，城市供水管道经过长时间运行后，极易积存很多泥沙与锈蚀等各类杂质，使流经的水源被污染。配置前置过滤器，发挥其高效的过滤功能可以有效解决二次污染问题，过滤器的过滤精度可以达到5 μm～100 μm，能够过滤掉泥沙与铁锈以及大颗粒悬浮物等，达到解决污染的效果，进而延长使用寿命。2）软化水质，减少水垢。一般来说，水垢的成分主要为钙与镁。实用热水器与燃气热水器等，如果结垢后会使设备内胆腐蚀，装置前置过滤器能够有效防范钙镁离子和碳酸银离子的结合，达到阻止结垢的作用，后期使用设备，出水的水质比较清澈并且产生的水垢很少，能够达到延长寿命的效果。3）保护下游的用水设备。供水系统配置的前置过滤器，主要作为第一道过滤装置，能够起到保护下游净水器或者其他涌水设备的作用，有效替代PP棉，耐用性更强。

2 精处理前置过滤器的应用问题与优化

2.1 案例概述

以某供水用的前置过滤器为例，结构具体如图1所示。装置的新滤芯，使用6个月，前置过滤器前后压差大于最大设计值，使过滤器过水流量降低，必须开启过滤器装置旁路，确保凝结水量充足。由于凝结水未被过滤处理，进入混床后需要进行过滤与脱盐处理，水中含有的污染物被混床树脂层过滤吸收，使树脂被污染，最终增加再生频率，缩短树脂的使用寿命。此前置过滤器运行的问题与优化进行分析。

2.2 前置过滤器运行的问题

2.2.1 设计问题

根据调查分析前置过滤器设计方面的问题如下。1）虹吸管高度很小，滤芯的内部总容积超过了A区域总容器。如果此处的水受到压缩空气挤压到滤芯的内部，产生水量容积大小小于滤芯内部总容积，那么水难以充满滤芯内筒并导致滤芯内部充斥压缩空气，没有高速水通过，会给滤芯清洁造成影响。2）压缩空气的来气量相对较小，即使压缩空气膨胀，也无法快速填充A区域。实际应用时压缩空气来气容积很小，或者储气罐与过滤器之间的距离比较远，压缩空气的单位时间进气量比较小，A处的瞬间膨胀作用效果不加，使此处的水难以以高速状态流程，最终无法达到反冲洗的效果[1]。3）分隔板按照平板设计，分隔板和过滤器进水口之间的接缝高度超过分割板。

2.2.2 反冲洗逻辑问题

一般情况下，前置过滤器的反冲洗作业，采取的是水冲洗+气-水冲洗+空气擦洗。反冲洗流程表面看似能够达到滤芯反冲洗的要求，可以实现对滤芯的清洗，但是实际上难以根本清洗滤芯，例如满水反冲洗操作时对滤芯未能起到冲洗作用。

2.3 反冲洗系统的优化

2.3.1 空气擦洗的优化

图1 前置过滤器的结构图

在整个空气擦洗环节中，冲洗水在系统的虹吸管内保持加速运行状态，当水柱离开时虹吸管保持最大速度。使用的滤芯，设计为开放式结构，内部的水柱处于流动状态时为铅直自由射流。为了确保水柱有效动能可以达到滤芯顶端，必须保证进入滤芯的水头速度达到相应的要求。如果水柱紧密部分处于滤芯顶部，受到运动受阻的影响，其自身大多数动能会被迫向横向释放，给滤芯的过滤层造成冲击，最终达到冲洗滤芯的效果。根据理论与实践总结，水柱的紧密度高度值越大，获得的冲洗效果就越好。

为了确保通过滤芯冲洗水具有较好的动能与冲洗效果，空气擦洗操作多采取以下方式进行优化。1）提高滤芯的进出压差。通过增加过滤器排气口的口径大小，使外排空气流速得到增加，过滤器B区域的气压能够快速降低，并且和大气压之间的压差降低，达到接近大气压的水平[2]。除此之外，可采取提前进入前置过滤器压缩空气压浆。如果外置储气装置容积大小明确，提前进入装置A区域压缩空气的压强，压缩空气处于此区域膨胀之后，压强会随着升高，并且和B区域的气压压差增加。2）增加外置储气装置的容积大小。选择前置过滤器近端位置，布置储气罐或者大管径储气罐，发挥外置储气装置的作用，达到增加容积大小的效果，进而使A区域最终气压得到提高，使水柱运动期间始终保持高速度水平，水柱的持续动能的水平越高，则冲洗效果越佳[3]。3）增加虹吸管的高度。在实际应用期间，水柱充满滤芯内筒，过滤器A与B区域不可以连通，也就是A区域的有效容积大小不可以小于滤芯内筒的总容积大小。通过增加虹吸管的高度，实现增加A区域有效容积的效果。反冲洗系统运行，进入空气擦洗阶段，压缩空气膨胀的时间比较短，通常小于0.1 s，水柱补位总耗能用量比较小，基本可以忽略不计。为了确保通过滤芯的高能冲洗水量适宜，取用过滤器装置A区域的有效容积大小和滤芯内经总体积比大于2.0，或者大于滤芯外径总体积。

2.3.2 水冲洗过程

系统优化处理，对于水冲洗过程，可以将分隔板设计为倒锥形结构。在整个水冲洗过程中，起到辅助空气擦洗的积极作用，将空气擦洗排除，使黏附在分隔板上的杂物被清理出去。分隔板设计是否合理，关系到清理的效果。这就需要做好设计分析，选择锥形设计方案，使分隔板和水平线保持相应的夹角，同时分隔板和过滤器进水口的接缝不高于板底部边缘，保证不存在积水区域[4]。

2.3.3 反冲洗逻辑

对于前置过滤器，进行反冲洗逻辑的优化与改进，设计为全段空气擦洗+排水冲洗反复冲洗。具体如下。1）前置过滤器泄压。打开排气d，进行筒体泄压+满水反冲洗操作。2）空气擦洗。打开排气d、进气c、排水b、冲洗进水f，用压缩空气驱动水，实现对滤芯的反冲洗。3）排水并冲洗。打开排气d、排水b、冲洗进水f，冲洗杂物并且A区域补水。

2.4 精处理前置过滤器的优化效果

根据精处理前置过滤器应用问题的调查与分析，针对其存在的问题，采取相应的措施加以处理，使过滤器运行性能得到优化和完善，获得不错的效果。基于原有的过滤器，选择增加压缩空气储气罐，使压缩空气储气量得到增加，为A区域的2.5倍；通过增加排气口径，优化反冲洗逻辑等，使过滤器运行堵塞问题得到有效处理。为了不断地提高凝结水精处理的效果与效益，要注重把控每个装置与细节，针对潜在的隐患与问题，提出有效的处理方案，保障反冲洗系统高效运行。在日常工作中，要做好运行管理，使精处理前置过滤器保持正常运行性能，保障整个系统安全稳定运行[5]。

3 过滤器的应用管理与维护策略

3.1 根据过滤器的问题做好优化

精处理前置过滤器的应用效果直接影响了供水的品质与效益，因此，要做好其使用管理与维护，针对过滤器使用存在的问题进行研究，提出改进与优化的措施，切实发挥过滤器的价值与作用。根据供水过滤器的应用实践进行总结，常见问题如下。1）难以有效清理。如果固体杂质或者颗粒完全充满管道过滤器的壳体以及滤篮之间的径向空间，使管道出现堵塞情况，需要按照处理流程操作关闭进水口与出水口的阀门，并且开启排污口阀门，打开上盖将过滤篮去除，使固体杂质可以掉落到下部，通过进水口放水进行清洗。部分情况下固体杂质或者颗粒量很大，加上壳体内部空间比较狭窄，并且出水口与排污口构造特殊很容易藏污纳垢，增加清理的难度。图2为管道过滤器滤篮布置图。2）过滤效率不高。受到过滤器结构特点的影响，极易产生过滤效果不高的问题。一般来说，管道过滤器的运行，主要是利用滤篮的网壁实现固体杂质与各类杂质等阻挡住，使水经过网孔进入出水口。从过滤器的运行角度分析，受到网壁内压力小于外部压力的影响，使塑料薄膜与化学纤维等很容易黏贴到网孔上引发堵塞，使过滤效率受到影响。

图2 管道过滤器滤篮

从管道过滤器的使用角度分析，如果遇到上述问题要加以改进与优化，可以采取以下措施。1）增加清洁盘。通过对管道过滤器进行结构的优化与改进，选择过滤篮下端位置设置环形清洁盘，使盘子外廓和壳体内壁之间的间隙不宜太大，并且和过滤蓝下端端部的距离保持在适宜的水平，略大于过滤篮插入密封槽的长度。除此之外，为了提高壳体和过滤篮径向空间的利用率，选择不锈钢薄板制作清洁盘，通过增加加筋板增强其强度。采取上述优化措施，能够提高清洁作业的效率，节省清洁的成本。2）增加导流鼻。选择过滤篮外圆侧布置导流鼻，制作为三棱柱形，并且板壁不设置网孔，发挥其引流和减少过滤篮过水阻力的作用等，尽量避免塑料薄膜的黏贴情况。根据精处理前置过滤器的应用情况，积极研究，提出有效的改进与优化措施，最大程度实现过滤器的价值，发挥其作用。这就需要相关工作人员具有较强的创新意识与钻研动力，积极进行创新与优化研究，提出有效的改进方法。

3.2 做好过滤器的运行管理

首先，根据供水系统的特点与精处理前置过滤器的运行管理要求，制定相应的管理制度与措施，全面把控，高质量落实控制工作。通过管理制度明确管理部门与人员，由其负责精处理前置过滤器的日常运行管理，做好维护与检修工作，保证整个系统运行的效率与价值[6]。

其次，落实运行检修工作。精处理前置过滤器的运行维护与管理，要认真落实日常运行检修作业，掌握过滤器使用的状态，获得其存在的问题与缺陷，组织技术人员进行维修与改进研究，提出优化与完善措施，消除其运行的不利影响，切实保证供水系统运行的效益，创造更多的价值。

最后，要做好精处理前置过滤器运行管理的考核。将过滤器使用管理与技术改进等，与人员的个人利益紧密结合，调动其管理与钻研的积极性，认真落实运行管理与检修工作。根据工作考核结果，分析运行检修工作存在的不足与问题，提出解决与优化措施，切实提高精处理前置过滤器运行管理的水平，发挥管理的价值与作用[7]。

4 结语

综上所述，精处理前置过滤器在凝结水处理系统中，占据了重要的地位。该文结合过滤器运行遇到的问题，分析优化反冲洗逻辑和增加储气罐等方式的效果。根据过滤器运行实践总结，对过滤器进行优化，对提升系统整体运行效益起到了积极的作用。未来，随着技术水平的不断提高，过滤器的性能将会更高，为使用者提供放心水与安全水。