一、循环水旁滤的作用与技术定位
工业循环冷却水系统在运行过程中，因风吹扬尘、冷却塔蒸发浓缩、管道腐蚀、微生物滋生，水中悬浮物、浊度、腐蚀产物逐渐升高，导致换热器结垢、腐蚀、换热效率下降，严重时造成管路堵塞、设备停机。
旁滤系统（旁路过滤）是从循环水主管中抽取 1%~5% 的水量，经过浅层砂过滤器深度净化后再返回循环水池，通过连续不断的旁路净化，逐步降低整个循环系统的悬浮物与浊度，是控制循环水水质最经济有效的手段。
《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050-2017 明确规定：敞开式循环冷却水系统应设置旁滤设施，旁滤水量宜为循环水量的 1%~5%，过滤后悬浮物含量宜小于 5mg/L。
二、旁滤水量计算与确定
1. 规范推荐值
敞开式循环水系统：1%~5%；多尘环境、敞开式冷却塔取高值；密闭式、洁净环境取低值；
密闭式循环水系统：0.5%~2%；
粉尘浓度高的冶金、矿山、煤化工场景：可取 3%~5%。
2. 计算公式
\(Q_{旁} = Q_{循} \times k\) 式中：
\(Q_{旁}\)：旁滤处理水量，m³/h；
\(Q_{循}\)：循环水总循环量，m³/h；
k：旁滤比例，%，按工况选取 1%~5%。
3. 影响旁滤水量的因素
环境粉尘浓度：厂区粉尘大，旁滤比例取高；
冷却塔形式：敞开式比密闭式旁滤比例高；
水质要求：对结垢、腐蚀控制严格，取高值；
补充水水质：补充水浊度高，取高值。
工程经验
普通化工、电力循环水：推荐 3%；
钢铁、冶金、矿山循环水：推荐 4%~5%；
精密空调、密闭循环水：推荐 1%~2%。
三、旁滤系统工艺设计
1. 典型工艺流程
循环水主管 → 旁滤泵 → 浅层砂过滤器 → 净化水返回循环水池
取水点：循环水泵出口或压力主管，保证进水压力；
回水点：返回循环水池，避免直接回泵入口造成气蚀；
旁滤泵：根据过滤器阻力与管路阻力选型，扬程 20~30m。
2. 设备选型要点
过滤速度：循环水旁滤常规取 8~10m/h，石英砂滤料；
设备数量：连续运行系统建议 n≥2，一用一备或多用一备，检修时不影响总旁滤量；
反洗方式：常规循环水选单水反洗即可；高浊度、结垢严重可选气水联合反洗；
材质：普通循环水碳钢衬胶即可，性价比最高；腐蚀水质选 304 不锈钢。
3. 管路与配套设计
进出口设置压力表、取样阀，方便监测压差与水质；
设置旁路阀，过滤器检修时切旁路，不影响系统；
反洗废水排入厂区污水系统，或设置沉淀池回用；
管道流速：进水 1.5~2.0m/s，排污管 1.0~1.5m/s。
4. 控制设计
反洗控制：压差优先 + 定时备份；
压差触发值：0.06~0.08MPa；
定时备份：8~12 小时；
可接入 DCS 系统，远程监控运行状态。
四、完整工程设计案例
项目背景
某石化企业循环水系统，循环总水量 15000m³/h，敞开式冷却塔，厂区靠近海边，盐雾与粉尘浓度较高，循环水浊度长期 15~22NTU，换热器结垢严重，年均化学清洗 2 次。
设计计算
旁滤水量：按循环水量 3.5% 选取，Q 旁 = 15000 × 3.5% = 525 m³/h；
滤速选取：敞开式循环水，粉尘中等，取滤速 9m/h；
总过滤面积：A = 525 ÷ 9 ≈ 58.3 ㎡；
设备选型：选用 6 台 DN2000 立式浅层砂过滤器，单台过滤面积 3.14㎡，总过滤面积 58.3㎡，5 用 1 备；
参数校验：实际滤速 = 525 ÷ 58.3 ≈ 9.0m/h，符合设计要求；
反洗配置：单水反洗，反洗强度 14L/(s・㎡)，单次反洗时间 6 分钟；
材质：碳钢衬天然橡胶，适配海边轻度腐蚀环境。
运行效果
循环水浊度稳定控制在 3~5NTU，达到设计要求；
换热器结垢速率下降 55%，年均化学清洗降至 0.5 次；
年减少清洗费用与产能损失约 65 万元；
反洗耗水率约 1.2%，处于合理范围。
五、旁滤系统运行优化与节能
1. 变频流量优化
旁滤泵采用变频控制，根据循环水浊度自动调节旁滤水量：
浊度高时提高流量，加快净化；
浊度低时降低流量，节能降耗；
综合节能 20%~30%。
2. 反洗废水回用
设置反洗废水沉淀池，沉淀后上清液回流至循环水池，减少新鲜水补充量；年节水可达数万吨。
3. 药剂协同优化
旁滤 + 阻垢剂、杀菌剂协同作用：
旁滤去除悬浮物，减少结垢核心；
药剂控制结垢与微生物，延长滤层寿命；
两者协同，水质远优于单一措施。
4. 常见旁滤误区
旁滤水量选太小：选 1% 以下，净化速度跟不上污染速度，水质降不下来；
不设备用：单台设备检修时，旁滤完全中断，水质快速恶化；
回水位置错误：回水到泵入口，容易进气造成气蚀；
只看设备不看管理：旁滤是系统工程，需要配合水质管理、药剂管理，才能发挥最佳效果。
六、旁滤与全滤的对比选择
表格
| 对比项目 | 旁路过滤 | 全量过滤 |
|---|---|---|
| 处理水量 | 循环水量的 1%~5% | 100% 循环水量 |
| 设备投资 | 小 | 大，是旁滤的 5~10 倍 |
| 运行成本 | 低 | 高，能耗、滤料消耗大 |
| 水质提升速度 | 慢，逐步改善 | 快，快速达标 |
| 适用场景 | 常规循环水水质控制、日常维护 | 水质严重超标、快速净化需求 |
工程结论：常规循环水水质维护，优先选旁滤，性价比最高；水质严重超标、工艺要求高的场景，才考虑全量过滤。
FAQ
Q1：循环水旁滤选 1% 还是 5%？
A：根据系统形式和环境：敞开式、多尘环境取 3%~5%；密闭式、洁净环境取 1%~2%。常规工业循环水推荐 3% 左右，兼顾效果与成本。
Q2：旁滤过滤器需要一用一备吗？
A：连续生产的重要系统建议设备用一备。单台检修时，备用设备投入，避免旁滤中断导致水质恶化。小型非重要系统可酌情不设备用，但需预留检修时间窗口。
Q3：旁滤能降低循环水硬度吗？
A：不能。浅层砂旁滤只能去除不溶性悬浮物、泥沙、腐蚀产物，无法去除水中溶解的钙镁离子，不能降低硬度。硬度控制需要配套阻垢剂或软化处理。
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参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部。工业循环冷却水处理设计规范 GB 50050-2017 [S]. 北京：中国计划出版社，2017.
[2] 李爱民，张波。循环水旁滤系统工艺设计与运行优化 [J]. 工业水处理，2022, 42 (9): 156-160.