描述
循环水旁滤是针对工业循环冷却水系统开发的定向的过滤器,核心作用是持续除去循环水中悬浮的杂质、污泥、藻类残体以及腐蚀产物,避免污染物在整个循环水体系中累积,进而控制系统浊度、延缓管道结垢与设备腐蚀,是保障循环水系统稳定运行、降低补水与药剂消耗的核心水处理环节。开式循环冷却水系统长期和空气接触,会不断带入外界灰尘杂物,系统内部也会持续滋生菌藻产生粘泥,必须配套循环水旁滤装置才能长期维持水质达标。
内容
完整的循环水旁滤处理包含从取水、过滤到回水的全流程处理内容,核心围绕水质稳定目标开展协同处理,主要内容分为以下部分:
取水引流:从循环水主管道中引出总水量1%-5%左右的水流进入旁滤装置,不需要停下整个循环系统即可开展过滤作业,不影响生产正常运行
杂质过滤:通过过滤填料层截留水流中的悬浮物、菌藻团、粘泥、腐蚀碎屑等污染物,将水中的浊度控制在要求范围内
反冲洗:当过滤装置截留杂质达到饱和、进出水压差超过设定阈值后,自动启动反冲洗程序,将截留的杂质排出系统,恢复过滤装置的处理能力
净化回水:过滤完成后的达标水流重新送回循环水主管道,参与整个系统循环,逐步降低整个体系的污染物浓度
配套处理:部分循环水旁滤系统会结合杀菌、缓蚀阻垢药剂投加,或是除铁除盐处理,进一步提升循环水的水质稳定性
工作原理
循环水旁滤属于多介质过滤器的细分品类,核心工作原理是分流过滤、逐步净化,不需要对全部循环水量进行全流量过滤,只需要持续分流小部分水量进行净化,依靠整个系统的循环流动逐步降低整体污染物浓度,具体运行原理分为两个阶段:
正常过滤阶段
当循环水系统正常运行时,旁滤装置的进水阀打开,反冲洗阀关闭,从主管道引出的旁流水自上而下(部分工艺为自下而上)通过过滤填料层,水中粒径大于填料间隙的杂质被截留在填料表层或内部,过滤后的净化水从出水口流出,送回循环水总管。随着截留杂质不断增加,过滤装置的进出水压差逐渐升高,当压差达到设定值(一般为0.05-0.1MPa)后,系统自动切换到反冲洗阶段。
反冲洗阶段
反冲洗阶段,正常进水阀关闭,反冲洗进水阀和排污阀打开,利用循环水本身的压力或是配套水泵的压力,让水流反向通过过滤填料层,将填料层中截留的杂质冲散后随冲洗水排出旁滤系统,反冲洗时间一般维持2-5分钟,待填料清洗干净、压差恢复到初始值后,系统自动切回正常过滤阶段,继续开展循环水旁滤作业。
产品结构
一套完整的循环水旁滤装置主要由罐体主体、过滤单元、布水集水系统、控制系统、阀门管路五个部分组成,各部分功能如下:
罐体主体:一般采用碳钢防腐、不锈钢或是玻璃钢材质,作为容纳过滤填料和水流的承压容器,根据处理流量大小设计不同的直径和高度
过滤单元:也就是核心的过滤填料层,根据工艺不同可以选用石英砂、无烟煤、锰砂、纤维球、活性炭或是多孔陶瓷滤料,不同填料针对的污染物类型不同,比如纤维球对油类和细小悬浮物的截留效果更好
布水集水系统:布水系统负责将进入罐体的旁流水均匀分配到整个填料层截面,避免出现偏流短路的问题,集水系统负责将过滤后的净化水均匀收集排出,常用的布水集水部件有多孔板、滤水帽、布水管等
控制系统:分为手动控制和自动控制两种,自动控制系统可以根据进出水压差、运行时间自动触发反冲洗程序,不需要人工值守,是现阶段工业循环水旁滤装置的主流配置
阀门管路:负责连接循环水主管道和旁滤罐体,切换过滤和反冲洗的水流方向,常用的阀门有蝶阀、闸阀、电磁阀等,部分大型装置会配套气动阀门提升控制精度
产品参数
循环水旁滤装置的核心参数需要结合循环水系统的总流量、水质要求来设计,主要参数范围如下:旁滤处理流量一般按照循环水总循环量的1%到5%设计,对于开式循环系统或是环境灰尘较大的场景,旁滤比例可以提升到5%到10%;过滤进水浊度一般要求不超过100NTU,出水浊度可以稳定控制在10NTU以内,满足多数工业循环水的水质要求;过滤流速根据填料不同有所区别,石英砂旁滤装置的滤速一般控制在8-12m/h,纤维球旁滤装置的滤速可以达到20-30m/h;工作压力一般维持在0.2-0.6MPa,适配多数循环水系统的管道压力;反冲洗强度一般为10-15L/(m⊃2;·s),反冲洗历时2-5分钟,反冲洗排水浊度可以达到1000NTU以上,能够有效排出截留的杂质。
产品特性
循环水旁滤和全流量过滤等其他循环水处理工艺相比,具备多个突出特性,适合工业循环水系统长期稳定运行:
不影响主系统运行:循环水旁滤采用分流处理的模式,不需要切断循环水主管道,维护、反冲洗都不会影响生产装置的正常供水,适配连续生产的工业场景
运行成本低:只需要处理小部分水量,水泵能耗、药剂消耗都远低于全量过滤,反冲洗耗水量仅占处理水量的1-3%,不会额外增加大量补水消耗
污染物去除效率稳定:可以持续不断的去除循环水中累积的悬浮物、粘泥、菌藻,长期将系统浊度控制在达标范围内,有效延缓结垢和腐蚀,延长管道与换热设备的使用寿命
自动化程度高:现代循环水旁滤装置都可以实现全自动运行,反冲洗自动触发自动完成,不需要专门安排人工值守,降低了人工管理成本
适配性强:可以根据不同的水质和污染物类型更换过滤填料,也可以结合超滤、活性炭吸附等工艺升级处理效果,适配不同行业的循环水系统要求
产品介绍
循环水旁滤装置是现阶段工业循环冷却水系统必备的水处理配套设备,主要解决开式循环冷却水系统因为空气夹带灰尘、系统滋生菌藻产生的悬浮物累积问题,也可以用于闭式循环水系统定期净化处理。按照过滤工艺的不同,常见的循环水旁滤产品可以分为普通石英砂旁滤器、无烟煤双介质旁滤器、纤维球旁滤器、全自动旁滤器、浅层介质旁滤器等多个品类,不同品类的产品适用于不同的处理场景,比如对于含有少量油污的循环水系统,一般会选用纤维球旁滤器,对于需要高处理效率、小占地面积的场景,一般会选用浅层介质循环水旁滤装置。
合格的循环水旁滤产品需要满足出水水质稳定、反冲洗彻底、能耗低、使用寿命长的要求,能够长期适应循环水系统的运行波动,帮助企业降低循环水的排污量、补水量,减少缓蚀阻垢药剂的消耗,降低整个循环水系统的运行成本,同时避免因为水质恶化导致换热设备换热效率下降、管道腐蚀泄漏等生产事故。
应用案例
国内某大型钢铁企业的炼钢工序配套10万m⊃3;/h的开式循环冷却水系统,因为厂区环境粉尘浓度高,循环水整体浊度长期维持在30NTU左右,远超10NTU的控制标准,导致换热设备每三个月就需要清洗一次,缓蚀阻垢药剂消耗量比设计值高出40%,补水消耗也居高不下。该企业后来新增两套处理流量2500m⊃3;/h的全自动循环水旁滤装置,投用运行一个月后,循环水整体浊度稳定下降到8NTU以下,菌藻粘泥去除率达到70%以上,换热设备的清洗周期延长到18个月,缓蚀阻垢药剂消耗降低了32%,每年节省补水、药剂、清洗费用超过120万元,不到一年就收回了装置的投资成本。
另一案例是国内大型化工企业的循环水系统,原有循环水旁滤装置处理能力不足,出水水质不稳定,导致换热器结垢,换热效率下降了15%,影响了生产装置的满负荷运行。更换为浅层介质循环水旁滤装置后,出水浊度稳定在5NTU以下,换热效率逐渐恢复到设计值,生产装置实现长期满负荷运行,每年新增的经济效益超过300万元。
应用行业
循环水旁滤广泛应用于所有配套循环冷却水系统的工业领域,核心应用行业包括:
钢铁冶金行业:用于炼铁、炼钢、轧钢工序的循环冷却水净化,去除空气中带入的粉尘、系统产生的腐蚀产物,维持水质稳定
石油化工行业:用于化工生产装置的循环冷却水处理,去除菌藻粘泥、泄漏的少量油污,避免换热器结垢堵塞
火电核电行业:用于汽轮机发电机组的循环冷却水净化,控制浊度,延缓凝汽器管道结垢,提升换热效率
轻工食品行业:用于生产设备的循环冷却水处理,满足生产过程对水质的要求,避免菌藻滋生影响产品品质
制药行业:用于纯化水制备系统的循环水处理,以及生产设备冷却循环水净化,符合制药行业的水质管控要求
中央空调行业:用于大型商业建筑、工业园区的中央空调循环水系统净化,避免管道结垢腐蚀,提升中央空调的换热效率,降低运行能耗
常见问题解答
循环水旁滤的旁滤比例一般选多少合适?
旁滤比例一般按照循环水总流量的1%-5%设计,如果是开式循环系统、环境灰尘多、或是原水水质本身较差,可以选择5%-10%的旁滤比例,具体需要根据原水浊度、出水浊度要求计算确定。
循环水旁滤需要定期更换过滤填料吗?
循环水旁滤的过滤填料一般使用寿命在3-5年,如果运行过程中填料出现板结、流失或是破损,就需要及时补充或是更换,正常运行情况下只需要定期检查填料的污染情况即可。
循环水旁滤和全流量过滤有什么区别?
全流量过滤需要过滤全部循环水量,能耗高、设备体积大,一般用于循环水系统的原水进水预处理,循环水旁滤只过滤部分旁流水,依靠循环逐步净化整体水质,能耗低、不影响主系统运行,更适合已经投用的循环水系统的日常水质维护。