吳平良

（廈門(mén)英仕衛(wèi)浴有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

人們的生活與生產(chǎn)離不開(kāi)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(diǎn)。在實(shí)踐中采用精處理技術(shù)，對(duì)水進(jìn)行處理，使其達(dá)到使用或者排放標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足實(shí)際需求。整個(gè)精處理環(huán)節(jié)，需運(yùn)用到前置過(guò)濾器，發(fā)揮其凈化與處理作用，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。隨著人們對(duì)水質(zhì)要求的不斷提高，對(duì)精處理有一定的要求。深度分析此課題，提出前置過(guò)濾器運(yùn)行與優(yōu)化的策略，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 精處理與前置過(guò)濾器的價(jià)值

生活供水對(duì)給水水質(zhì)具有較高的要求，要注重水質(zhì)的凈化，采取精處理，使其達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)理。通過(guò)精處理，去除水中含有的金屬腐蝕產(chǎn)物、懸浮物等。以某供水管過(guò)濾器為例，設(shè)計(jì)了進(jìn)出水口的過(guò)濾腔，并且設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)與雜質(zhì)水出口。雜質(zhì)出水管上設(shè)置出水閥門(mén)，將出水管和過(guò)濾腔相互連通，利用過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行水質(zhì)的凈化處理，完成雜質(zhì)的過(guò)濾，經(jīng)雜質(zhì)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(jié)約和高效利用，具有應(yīng)用價(jià)值。前置過(guò)濾器的主要作用是去除凝結(jié)水中鐵、銅氧化物。一方面，能縮短系統(tǒng)的投運(yùn)時(shí)間；另一方面，可以延長(zhǎng)樹(shù)脂的運(yùn)行周期與使用壽命。供水用的前置過(guò)濾器，主要功能如下。1）解決二次污染。一般來(lái)說(shuō)，城市供水管道經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，極易積存很多泥沙與銹蝕等各類(lèi)雜質(zhì)，使流經(jīng)的水源被污染。配置前置過(guò)濾器，發(fā)揮其高效的過(guò)濾功能可以有效解決二次污染問(wèn)題，過(guò)濾器的過(guò)濾精度可以達(dá)到5 μm～100 μm，能夠過(guò)濾掉泥沙與鐵銹以及大顆粒懸浮物等，達(dá)到解決污染的效果，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命。2）軟化水質(zhì)，減少水垢。一般來(lái)說(shuō)，水垢的成分主要為鈣與鎂。實(shí)用熱水器與燃?xì)鉄崴鞯?，如果結(jié)垢后會(huì)使設(shè)備內(nèi)膽腐蝕，裝置前置過(guò)濾器能夠有效防范鈣鎂離子和碳酸銀離子的結(jié)合，達(dá)到阻止結(jié)垢的作用，后期使用設(shè)備，出水的水質(zhì)比較清澈并且產(chǎn)生的水垢很少，能夠達(dá)到延長(zhǎng)壽命的效果。3）保護(hù)下游的用水設(shè)備。供水系統(tǒng)配置的前置過(guò)濾器，主要作為第一道過(guò)濾裝置，能夠起到保護(hù)下游凈水器或者其他涌水設(shè)備的作用，有效替代PP棉，耐用性更強(qiáng)。

2 精處理前置過(guò)濾器的應(yīng)用問(wèn)題與優(yōu)化

2.1 案例概述

以某供水用的前置過(guò)濾器為例，結(jié)構(gòu)具體如圖1所示。裝置的新濾芯，使用6個(gè)月，前置過(guò)濾器前后壓差大于最大設(shè)計(jì)值，使過(guò)濾器過(guò)水流量降低，必須開(kāi)啟過(guò)濾器裝置旁路，確保凝結(jié)水量充足。由于凝結(jié)水未被過(guò)濾處理，進(jìn)入混床后需要進(jìn)行過(guò)濾與脫鹽處理，水中含有的污染物被混床樹(shù)脂層過(guò)濾吸收，使樹(shù)脂被污染，最終增加再生頻率，縮短樹(shù)脂的使用壽命。此前置過(guò)濾器運(yùn)行的問(wèn)題與優(yōu)化進(jìn)行分析。

2.2 前置過(guò)濾器運(yùn)行的問(wèn)題

2.2.1 設(shè)計(jì)問(wèn)題

根據(jù)調(diào)查分析前置過(guò)濾器設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題如下。1）虹吸管高度很小，濾芯的內(nèi)部總?cè)莘e超過(guò)了A區(qū)域總?cè)萜?。如果此處的水受到壓縮空氣擠壓到濾芯的內(nèi)部，產(chǎn)生水量容積大小小于濾芯內(nèi)部總?cè)莘e，那么水難以充滿(mǎn)濾芯內(nèi)筒并導(dǎo)致濾芯內(nèi)部充斥壓縮空氣，沒(méi)有高速水通過(guò)，會(huì)給濾芯清潔造成影響。2）壓縮空氣的來(lái)氣量相對(duì)較小，即使壓縮空氣膨脹，也無(wú)法快速填充A區(qū)域。實(shí)際應(yīng)用時(shí)壓縮空氣來(lái)氣容積很小，或者儲(chǔ)氣罐與過(guò)濾器之間的距離比較遠(yuǎn)，壓縮空氣的單位時(shí)間進(jìn)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(tài)流程，最終無(wú)法達(dá)到反沖洗的效果[1]。3）分隔板按照平板設(shè)計(jì)，分隔板和過(guò)濾器進(jìn)水口之間的接縫高度超過(guò)分割板。

2.2.2 反沖洗邏輯問(wèn)題

一般情況下，前置過(guò)濾器的反沖洗作業(yè)，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(dá)到濾芯反沖洗的要求，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濾芯的清洗，但是實(shí)際上難以根本清洗濾芯，例如滿(mǎn)水反沖洗操作時(shí)對(duì)濾芯未能起到?jīng)_洗作用。

2.3 反沖洗系統(tǒng)的優(yōu)化

2.3.1 空氣擦洗的優(yōu)化

圖1 前置過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)圖

在整個(gè)空氣擦洗環(huán)節(jié)中，沖洗水在系統(tǒng)的虹吸管內(nèi)保持加速運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)水柱離開(kāi)時(shí)虹吸管保持最大速度。使用的濾芯，設(shè)計(jì)為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的水柱處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)為鉛直自由射流。為了確保水柱有效動(dòng)能可以達(dá)到濾芯頂端，必須保證進(jìn)入濾芯的水頭速度達(dá)到相應(yīng)的要求。如果水柱緊密部分處于濾芯頂部，受到運(yùn)動(dòng)受阻的影響，其自身大多數(shù)動(dòng)能會(huì)被迫向橫向釋放，給濾芯的過(guò)濾層造成沖擊，最終達(dá)到?jīng)_洗濾芯的效果。根據(jù)理論與實(shí)踐總結(jié)，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(guò)濾芯沖洗水具有較好的動(dòng)能與沖洗效果，空氣擦洗操作多采取以下方式進(jìn)行優(yōu)化。1）提高濾芯的進(jìn)出壓差。通過(guò)增加過(guò)濾器排氣口的口徑大小，使外排空氣流速得到增加，過(guò)濾器B區(qū)域的氣壓能夠快速降低，并且和大氣壓之間的壓差降低，達(dá)到接近大氣壓的水平[2]。除此之外，可采取提前進(jìn)入前置過(guò)濾器壓縮空氣壓漿。如果外置儲(chǔ)氣裝置容積大小明確，提前進(jìn)入裝置A區(qū)域壓縮空氣的壓強(qiáng)，壓縮空氣處于此區(qū)域膨脹之后，壓強(qiáng)會(huì)隨著升高，并且和B區(qū)域的氣壓壓差增加。2）增加外置儲(chǔ)氣裝置的容積大小。選擇前置過(guò)濾器近端位置，布置儲(chǔ)氣罐或者大管徑儲(chǔ)氣罐，發(fā)揮外置儲(chǔ)氣裝置的作用，達(dá)到增加容積大小的效果，進(jìn)而使A區(qū)域最終氣壓得到提高，使水柱運(yùn)動(dòng)期間始終保持高速度水平，水柱的持續(xù)動(dòng)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(shí)際應(yīng)用期間，水柱充滿(mǎn)濾芯內(nèi)筒，過(guò)濾器A與B區(qū)域不可以連通，也就是A區(qū)域的有效容積大小不可以小于濾芯內(nèi)筒的總?cè)莘e大小。通過(guò)增加虹吸管的高度，實(shí)現(xiàn)增加A區(qū)域有效容積的效果。反沖洗系統(tǒng)運(yùn)行，進(jìn)入空氣擦洗階段，壓縮空氣膨脹的時(shí)間比較短，通常小于0.1 s，水柱補(bǔ)位總耗能用量比較小，基本可以忽略不計(jì)。為了確保通過(guò)濾芯的高能沖洗水量適宜，取用過(guò)濾器裝置A區(qū)域的有效容積大小和濾芯內(nèi)經(jīng)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(guò)程

系統(tǒng)優(yōu)化處理，對(duì)于水沖洗過(guò)程，可以將分隔板設(shè)計(jì)為倒錐形結(jié)構(gòu)。在整個(gè)水沖洗過(guò)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(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到清理的效果。這就需要做好設(shè)計(jì)分析，選擇錐形設(shè)計(jì)方案，使分隔板和水平線(xiàn)保持相應(yīng)的夾角，同時(shí)分隔板和過(guò)濾器進(jìn)水口的接縫不高于板底部邊緣，保證不存在積水區(qū)域[4]。

2.3.3 反沖洗邏輯

對(duì)于前置過(guò)濾器，進(jìn)行反沖洗邏輯的優(yōu)化與改進(jìn)，設(shè)計(jì)為全段空氣擦洗+排水沖洗反復(fù)沖洗。具體如下。1）前置過(guò)濾器泄壓。打開(kāi)排氣d，進(jìn)行筒體泄壓+滿(mǎn)水反沖洗操作。2）空氣擦洗。打開(kāi)排氣d、進(jìn)氣c、排水b、沖洗進(jìn)水f，用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)水，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾芯的反沖洗。3）排水并沖洗。打開(kāi)排氣d、排水b、沖洗進(jìn)水f，沖洗雜物并且A區(qū)域補(bǔ)水。

2.4 精處理前置過(guò)濾器的優(yōu)化效果

根據(jù)精處理前置過(guò)濾器應(yīng)用問(wèn)題的調(diào)查與分析，針對(duì)其存在的問(wèn)題，采取相應(yīng)的措施加以處理，使過(guò)濾器運(yùn)行性能得到優(yōu)化和完善，獲得不錯(cuò)的效果。基于原有的過(guò)濾器，選擇增加壓縮空氣儲(chǔ)氣罐，使壓縮空氣儲(chǔ)氣量得到增加，為A區(qū)域的2.5倍；通過(guò)增加排氣口徑，優(yōu)化反沖洗邏輯等，使過(guò)濾器運(yùn)行堵塞問(wèn)題得到有效處理。為了不斷地提高凝結(jié)水精處理的效果與效益，要注重把控每個(gè)裝置與細(xì)節(jié)，針對(duì)潛在的隱患與問(wèn)題，提出有效的處理方案，保障反沖洗系統(tǒng)高效運(yùn)行。在日常工作中，要做好運(yùn)行管理，使精處理前置過(guò)濾器保持正常運(yùn)行性能，保障整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

3 過(guò)濾器的應(yīng)用管理與維護(hù)策略

3.1 根據(jù)過(guò)濾器的問(wèn)題做好優(yōu)化

精處理前置過(guò)濾器的應(yīng)用效果直接影響了供水的品質(zhì)與效益，因此，要做好其使用管理與維護(hù)，針對(duì)過(guò)濾器使用存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，提出改進(jìn)與優(yōu)化的措施，切實(shí)發(fā)揮過(guò)濾器的價(jià)值與作用。根據(jù)供水過(guò)濾器的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，常見(jiàn)問(wèn)題如下。1）難以有效清理。如果固體雜質(zhì)或者顆粒完全充滿(mǎn)管道過(guò)濾器的殼體以及濾籃之間的徑向空間，使管道出現(xiàn)堵塞情況，需要按照處理流程操作關(guān)閉進(jìn)水口與出水口的閥門(mén)，并且開(kāi)啟排污口閥門(mén)，打開(kāi)上蓋將過(guò)濾籃去除，使固體雜質(zhì)可以掉落到下部，通過(guò)進(jìn)水口放水進(jìn)行清洗。部分情況下固體雜質(zhì)或者顆粒量很大，加上殼體內(nèi)部空間比較狹窄，并且出水口與排污口構(gòu)造特殊很容易藏污納垢，增加清理的難度。圖2為管道過(guò)濾器濾籃布置圖。2）過(guò)濾效率不高。受到過(guò)濾器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，極易產(chǎn)生過(guò)濾效果不高的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，管道過(guò)濾器的運(yùn)行，主要是利用濾籃的網(wǎng)壁實(shí)現(xiàn)固體雜質(zhì)與各類(lèi)雜質(zhì)等阻擋住，使水經(jīng)過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)入出水口。從過(guò)濾器的運(yùn)行角度分析，受到網(wǎng)壁內(nèi)壓力小于外部壓力的影響，使塑料薄膜與化學(xué)纖維等很容易黏貼到網(wǎng)孔上引發(fā)堵塞，使過(guò)濾效率受到影響。

圖2 管道過(guò)濾器濾籃

從管道過(guò)濾器的使用角度分析，如果遇到上述問(wèn)題要加以改進(jìn)與優(yōu)化，可以采取以下措施。1）增加清潔盤(pán)。通過(guò)對(duì)管道過(guò)濾器進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改進(jìn)，選擇過(guò)濾籃下端位置設(shè)置環(huán)形清潔盤(pán)，使盤(pán)子外廓和殼體內(nèi)壁之間的間隙不宜太大，并且和過(guò)濾藍(lán)下端端部的距離保持在適宜的水平，略大于過(guò)濾籃插入密封槽的長(zhǎng)度。除此之外，為了提高殼體和過(guò)濾籃徑向空間的利用率，選擇不銹鋼薄板制作清潔盤(pán)，通過(guò)增加加筋板增強(qiáng)其強(qiáng)度。采取上述優(yōu)化措施，能夠提高清潔作業(yè)的效率，節(jié)省清潔的成本。2）增加導(dǎo)流鼻。選擇過(guò)濾籃外圓側(cè)布置導(dǎo)流鼻，制作為三棱柱形，并且板壁不設(shè)置網(wǎng)孔，發(fā)揮其引流和減少過(guò)濾籃過(guò)水阻力的作用等，盡量避免塑料薄膜的黏貼情況。根據(jù)精處理前置過(guò)濾器的應(yīng)用情況，積極研究，提出有效的改進(jìn)與優(yōu)化措施，最大程度實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器的價(jià)值，發(fā)揮其作用。這就需要相關(guān)工作人員具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與鉆研動(dòng)力，積極進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化研究，提出有效的改進(jìn)方法。

3.2 做好過(guò)濾器的運(yùn)行管理

首先，根據(jù)供水系統(tǒng)的特點(diǎn)與精處理前置過(guò)濾器的運(yùn)行管理要求，制定相應(yīng)的管理制度與措施，全面把控，高質(zhì)量落實(shí)控制工作。通過(guò)管理制度明確管理部門(mén)與人員，由其負(fù)責(zé)精處理前置過(guò)濾器的日常運(yùn)行管理，做好維護(hù)與檢修工作，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效率與價(jià)值[6]。

其次，落實(shí)運(yùn)行檢修工作。精處理前置過(guò)濾器的運(yùn)行維護(hù)與管理，要認(rèn)真落實(shí)日常運(yùn)行檢修作業(yè)，掌握過(guò)濾器使用的狀態(tài)，獲得其存在的問(wèn)題與缺陷，組織技術(shù)人員進(jìn)行維修與改進(jìn)研究，提出優(yōu)化與完善措施，消除其運(yùn)行的不利影響，切實(shí)保證供水系統(tǒng)運(yùn)行的效益，創(chuàng)造更多的價(jià)值。

最后，要做好精處理前置過(guò)濾器運(yùn)行管理的考核。將過(guò)濾器使用管理與技術(shù)改進(jìn)等，與人員的個(gè)人利益緊密結(jié)合，調(diào)動(dòng)其管理與鉆研的積極性，認(rèn)真落實(shí)運(yùn)行管理與檢修工作。根據(jù)工作考核結(jié)果，分析運(yùn)行檢修工作存在的不足與問(wèn)題，提出解決與優(yōu)化措施，切實(shí)提高精處理前置過(guò)濾器運(yùn)行管理的水平，發(fā)揮管理的價(jià)值與作用[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，精處理前置過(guò)濾器在凝結(jié)水處理系統(tǒng)中，占據(jù)了重要的地位。該文結(jié)合過(guò)濾器運(yùn)行遇到的問(wèn)題，分析優(yōu)化反沖洗邏輯和增加儲(chǔ)氣罐等方式的效果。根據(jù)過(guò)濾器運(yùn)行實(shí)踐總結(jié)，對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)提升系統(tǒng)整體運(yùn)行效益起到了積極的作用。未來(lái)，隨著技術(shù)水平的不斷提高，過(guò)濾器的性能將會(huì)更高，為使用者提供放心水與安全水。