精處理前置過濾器存在問題及優化措施

吳平良

（廈門英仕衛浴有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

人們的生活與生產離不開水資源，如何保障水安全，提高水資源利用率，成為研究的重點。在實踐中采用精處理技術，對水進行處理，使其達到使用或者排放標準，滿足實際需求。整個精處理環節，需運用到前置過濾器，發揮其凈化與處理作用，使水質達標。隨著人們對水質要求的不斷提高，對精處理有一定的要求。深度分析此課題，提出前置過濾器運行與優化的策略，具有現實意義。

1 精處理與前置過濾器的價值

生活供水對給水水質具有較高的要求，要注重水質的凈化，采取精處理，使其達到使用標準理。通過精處理，去除水中含有的金屬腐蝕產物、懸浮物等。以某供水管過濾器為例，設計了進出水口的過濾腔，并且設置過濾網與雜質水出口。雜質出水管上設置出水閥門，將出水管和過濾腔相互連通，利用過濾網進行水質的凈化處理，完成雜質的過濾，經雜質水出口排放。不僅清洗方便，而且使用較為方便，不具有局限性，有利于水資源的節約和高效利用，具有應用價值。前置過濾器的主要作用是去除凝結水中鐵、銅氧化物。一方面，能縮短系統的投運時間；另一方面，可以延長樹脂的運行周期與使用壽命。供水用的前置過濾器，主要功能如下。1）解決二次污染。一般來說，城市供水管道經過長時間運行后，極易積存很多泥沙與銹蝕等各類雜質，使流經的水源被污染。配置前置過濾器，發揮其高效的過濾功能可以有效解決二次污染問題，過濾器的過濾精度可以達到5 μm～100 μm，能夠過濾掉泥沙與鐵銹以及大顆粒懸浮物等，達到解決污染的效果，進而延長使用壽命。2）軟化水質，減少水垢。一般來說，水垢的成分主要為鈣與鎂。實用熱水器與燃氣熱水器等，如果結垢后會使設備內膽腐蝕，裝置前置過濾器能夠有效防范鈣鎂離子和碳酸銀離子的結合，達到阻止結垢的作用，后期使用設備，出水的水質比較清澈并且產生的水垢很少，能夠達到延長壽命的效果。3）保護下游的用水設備。供水系統配置的前置過濾器，主要作為第一道過濾裝置，能夠起到保護下游凈水器或者其他涌水設備的作用，有效替代PP棉，耐用性更強。

2 精處理前置過濾器的應用問題與優化

2.1 案例概述

以某供水用的前置過濾器為例，結構具體如圖1所示。裝置的新濾芯，使用6個月，前置過濾器前后壓差大于最大設計值，使過濾器過水流量降低，必須開啟過濾器裝置旁路，確保凝結水量充足。由于凝結水未被過濾處理，進入混床后需要進行過濾與脫鹽處理，水中含有的污染物被混床樹脂層過濾吸收，使樹脂被污染，最終增加再生頻率，縮短樹脂的使用壽命。此前置過濾器運行的問題與優化進行分析。

2.2 前置過濾器運行的問題

2.2.1 設計問題

根據調查分析前置過濾器設計方面的問題如下。1）虹吸管高度很小，濾芯的內部總容積超過了A區域總容器。如果此處的水受到壓縮空氣擠壓到濾芯的內部，產生水量容積大小小于濾芯內部總容積，那么水難以充滿濾芯內筒并導致濾芯內部充斥壓縮空氣，沒有高速水通過，會給濾芯清潔造成影響。2）壓縮空氣的來氣量相對較小，即使壓縮空氣膨脹，也無法快速填充A區域。實際應用時壓縮空氣來氣容積很小，或者儲氣罐與過濾器之間的距離比較遠，壓縮空氣的單位時間進氣量比較小，A處的瞬間膨脹作用效果不加，使此處的水難以以高速狀態流程，最終無法達到反沖洗的效果[1]。3）分隔板按照平板設計，分隔板和過濾器進水口之間的接縫高度超過分割板。

2.2.2 反沖洗邏輯問題

一般情況下，前置過濾器的反沖洗作業，采取的是水沖洗+氣-水沖洗+空氣擦洗。反沖洗流程表面看似能夠達到濾芯反沖洗的要求，可以實現對濾芯的清洗，但是實際上難以根本清洗濾芯，例如滿水反沖洗操作時對濾芯未能起到沖洗作用。

2.3 反沖洗系統的優化

2.3.1 空氣擦洗的優化

圖1 前置過濾器的結構圖

在整個空氣擦洗環節中，沖洗水在系統的虹吸管內保持加速運行狀態，當水柱離開時虹吸管保持最大速度。使用的濾芯，設計為開放式結構，內部的水柱處于流動狀態時為鉛直自由射流。為了確保水柱有效動能可以達到濾芯頂端，必須保證進入濾芯的水頭速度達到相應的要求。如果水柱緊密部分處于濾芯頂部，受到運動受阻的影響，其自身大多數動能會被迫向橫向釋放，給濾芯的過濾層造成沖擊，最終達到沖洗濾芯的效果。根據理論與實踐總結，水柱的緊密度高度值越大，獲得的沖洗效果就越好。

為了確保通過濾芯沖洗水具有較好的動能與沖洗效果，空氣擦洗操作多采取以下方式進行優化。1）提高濾芯的進出壓差。通過增加過濾器排氣口的口徑大小，使外排空氣流速得到增加，過濾器B區域的氣壓能夠快速降低，并且和大氣壓之間的壓差降低，達到接近大氣壓的水平[2]。除此之外，可采取提前進入前置過濾器壓縮空氣壓漿。如果外置儲氣裝置容積大小明確，提前進入裝置A區域壓縮空氣的壓強，壓縮空氣處于此區域膨脹之后，壓強會隨著升高，并且和B區域的氣壓壓差增加。2）增加外置儲氣裝置的容積大小。選擇前置過濾器近端位置，布置儲氣罐或者大管徑儲氣罐，發揮外置儲氣裝置的作用，達到增加容積大小的效果，進而使A區域最終氣壓得到提高，使水柱運動期間始終保持高速度水平，水柱的持續動能的水平越高，則沖洗效果越佳[3]。3）增加虹吸管的高度。在實際應用期間，水柱充滿濾芯內筒，過濾器A與B區域不可以連通，也就是A區域的有效容積大小不可以小于濾芯內筒的總容積大小。通過增加虹吸管的高度，實現增加A區域有效容積的效果。反沖洗系統運行，進入空氣擦洗階段，壓縮空氣膨脹的時間比較短，通常小于0.1 s，水柱補位總耗能用量比較小，基本可以忽略不計。為了確保通過濾芯的高能沖洗水量適宜，取用過濾器裝置A區域的有效容積大小和濾芯內經總體積比大于2.0，或者大于濾芯外徑總體積。

2.3.2 水沖洗過程

系統優化處理，對于水沖洗過程，可以將分隔板設計為倒錐形結構。在整個水沖洗過程中，起到輔助空氣擦洗的積極作用，將空氣擦洗排除，使黏附在分隔板上的雜物被清理出去。分隔板設計是否合理，關系到清理的效果。這就需要做好設計分析，選擇錐形設計方案，使分隔板和水平線保持相應的夾角，同時分隔板和過濾器進水口的接縫不高于板底部邊緣，保證不存在積水區域[4]。

2.3.3 反沖洗邏輯

對于前置過濾器，進行反沖洗邏輯的優化與改進，設計為全段空氣擦洗+排水沖洗反復沖洗。具體如下。1）前置過濾器泄壓。打開排氣d，進行筒體泄壓+滿水反沖洗操作。2）空氣擦洗。打開排氣d、進氣c、排水b、沖洗進水f，用壓縮空氣驅動水，實現對濾芯的反沖洗。3）排水并沖洗。打開排氣d、排水b、沖洗進水f，沖洗雜物并且A區域補水。

2.4 精處理前置過濾器的優化效果

根據精處理前置過濾器應用問題的調查與分析，針對其存在的問題，采取相應的措施加以處理，使過濾器運行性能得到優化和完善，獲得不錯的效果。基于原有的過濾器，選擇增加壓縮空氣儲氣罐，使壓縮空氣儲氣量得到增加，為A區域的2.5倍；通過增加排氣口徑，優化反沖洗邏輯等，使過濾器運行堵塞問題得到有效處理。為了不斷地提高凝結水精處理的效果與效益，要注重把控每個裝置與細節，針對潛在的隱患與問題，提出有效的處理方案，保障反沖洗系統高效運行。在日常工作中，要做好運行管理，使精處理前置過濾器保持正常運行性能，保障整個系統安全穩定運行[5]。

3 過濾器的應用管理與維護策略

3.1 根據過濾器的問題做好優化

精處理前置過濾器的應用效果直接影響了供水的品質與效益，因此，要做好其使用管理與維護，針對過濾器使用存在的問題進行研究，提出改進與優化的措施，切實發揮過濾器的價值與作用。根據供水過濾器的應用實踐進行總結，常見問題如下。1）難以有效清理。如果固體雜質或者顆粒完全充滿管道過濾器的殼體以及濾籃之間的徑向空間，使管道出現堵塞情況，需要按照處理流程操作關閉進水口與出水口的閥門，并且開啟排污口閥門，打開上蓋將過濾籃去除，使固體雜質可以掉落到下部，通過進水口放水進行清洗。部分情況下固體雜質或者顆粒量很大，加上殼體內部空間比較狹窄，并且出水口與排污口構造特殊很容易藏污納垢，增加清理的難度。圖2為管道過濾器濾籃布置圖。2）過濾效率不高。受到過濾器結構特點的影響，極易產生過濾效果不高的問題。一般來說，管道過濾器的運行，主要是利用濾籃的網壁實現固體雜質與各類雜質等阻擋住，使水經過網孔進入出水口。從過濾器的運行角度分析，受到網壁內壓力小于外部壓力的影響，使塑料薄膜與化學纖維等很容易黏貼到網孔上引發堵塞，使過濾效率受到影響。

圖2 管道過濾器濾籃

從管道過濾器的使用角度分析，如果遇到上述問題要加以改進與優化，可以采取以下措施。1）增加清潔盤。通過對管道過濾器進行結構的優化與改進，選擇過濾籃下端位置設置環形清潔盤，使盤子外廓和殼體內壁之間的間隙不宜太大，并且和過濾藍下端端部的距離保持在適宜的水平，略大于過濾籃插入密封槽的長度。除此之外，為了提高殼體和過濾籃徑向空間的利用率，選擇不銹鋼薄板制作清潔盤，通過增加加筋板增強其強度。采取上述優化措施，能夠提高清潔作業的效率，節省清潔的成本。2）增加導流鼻。選擇過濾籃外圓側布置導流鼻，制作為三棱柱形，并且板壁不設置網孔，發揮其引流和減少過濾籃過水阻力的作用等，盡量避免塑料薄膜的黏貼情況。根據精處理前置過濾器的應用情況，積極研究，提出有效的改進與優化措施，最大程度實現過濾器的價值，發揮其作用。這就需要相關工作人員具有較強的創新意識與鉆研動力，積極進行創新與優化研究，提出有效的改進方法。

3.2 做好過濾器的運行管理

首先，根據供水系統的特點與精處理前置過濾器的運行管理要求，制定相應的管理制度與措施，全面把控，高質量落實控制工作。通過管理制度明確管理部門與人員，由其負責精處理前置過濾器的日常運行管理，做好維護與檢修工作，保證整個系統運行的效率與價值[6]。

其次，落實運行檢修工作。精處理前置過濾器的運行維護與管理，要認真落實日常運行檢修作業，掌握過濾器使用的狀態，獲得其存在的問題與缺陷，組織技術人員進行維修與改進研究，提出優化與完善措施，消除其運行的不利影響，切實保證供水系統運行的效益，創造更多的價值。

最后，要做好精處理前置過濾器運行管理的考核。將過濾器使用管理與技術改進等，與人員的個人利益緊密結合，調動其管理與鉆研的積極性，認真落實運行管理與檢修工作。根據工作考核結果，分析運行檢修工作存在的不足與問題，提出解決與優化措施，切實提高精處理前置過濾器運行管理的水平，發揮管理的價值與作用[7]。

4 結語

綜上所述，精處理前置過濾器在凝結水處理系統中，占據了重要的地位。該文結合過濾器運行遇到的問題，分析優化反沖洗邏輯和增加儲氣罐等方式的效果。根據過濾器運行實踐總結，對過濾器進行優化，對提升系統整體運行效益起到了積極的作用。未來，隨著技術水平的不斷提高，過濾器的性能將會更高，為使用者提供放心水與安全水。