一种开式循环水旁滤装置及使用其的循环水处理方法与流程

本发明涉及一种开式循环水旁滤装置及使用其的循环水处理方法，尤其涉及一种使用管式陶瓷膜作为过滤元件的开式循环水旁滤装置及循环水处理方法。

背景技术：

在工业领域，循环冷却水系统分为闭式循环水和开式循环水系统。开式循环水系统由于较低的投资、便利的维修方式，达到广泛的应用。开式循环水系统运行过程中，尤其是冷却水中存在大量的悬浮物。由于空气中灰尘杂物的进入，日常加药处理后会造成部分水垢、锈垢、微生物粘泥的脱落、分散，造成水质的混浊，导致管路堵塞或者影响设备的性能。为保证设备的正常运行，必须及时清除这些杂质。由于这些杂质在水中的溶解度很小，通常可以采用机械过滤的方式去除。

目前循环水系统旁滤装置一般采用砂滤料、活性炭滤料或纤维滤料进行过滤，价格便宜，材料易得，但是由于运行过程中存在粘泥、悬浮物等，导致滤料板结或纤维束扭曲，运行阻力大，反冲洗时间长，过滤效率明显下降，影响装置的长周期稳定运行，同时造成滤料的大量损失，需要定期补充新的滤料，后期运行成本很高。

因此，本领域中对于处理量大、占地面积小、过滤、反洗和加药流程先进、不间断运行的循环数旁滤装置存在着迫切的需求。

技术实现要素：

本发明提供一种开式循环水旁滤装置，能够解决循环冷却水过滤过程中因粘泥、悬浮物等存在导致的滤料板结、扭曲、运行阻力大、反冲洗时间长、过滤效率低的问题，保证开式循环水浊度要求，达到闭式循环水的效果，过滤器的防碰撞结构能够防止过滤器在运输、安装及拆卸过程出现碰撞破碎的情况。

本发明的开式循环水旁滤装置包括第一过滤器、第二过滤器、加药箱和加药泵，其中，第一过滤器设有循环水进料管和循环水出料管，第二过滤器设有循环水进料管和循环水出料管，第一过滤器的循环水出料管和第二过滤器的循环水出料管分别经由第一出口阀和第二出口阀连接于循环水输出总管道，第一过滤器的循环水进料管和第二过滤器的循环水进料管汇合成循环水输入总管道，在第一过滤器的循环水进料管和第二过滤器的循环水进料管上分别设有第一进口阀和第二进口阀，

第一过滤器的循环水进料管上分出一个设有第一反洗排污阀的支管，该支管连接反洗水排放管道；第二过滤器的循环水进料管上分出一个设有第二反洗排污阀的支管，该支管也连接反洗水排放管道，

加药箱的出口经由管道连接加药泵的入口，加药泵的出口管道分支为设有第一加药阀的第一支路和设有第二加药阀的第二支路，第一支路连接于第一过滤器的循环水出料管，第二支路连接于第二过滤器的循环水出料管，

在第一过滤器的循环水出料管与第二过滤器的循环水出料管之间连接一设置反洗调节阀的反洗水管道。

进一步地，在第一过滤器的循环水出料管上，从第一过滤器的循环水出口(由此引出循环水出料管)起，依次是反洗水管道与第一过滤器的循环水出料管的连接点、加药泵出口管道的第一支路与第一过滤器的循环水出料管的连接点、第一出口阀；

在第二过滤器的循环数出料管上，从第二过滤器的循环水出口(由此引出循环水出料管)起，依次是反洗水管道与第二过滤器的循环水出料管的连接点、加药泵出口管道的第二支路与第二过滤器的循环水出料管的连接点、第二出口阀。

进一步地，在第一过滤器的循环水进口(由此引出循环水进料管)与第一进口阀之间的循环水进料管上引出设有第一反洗排污阀的支管；

在第二过滤器的循环水进口(由此引出循环水进料管)与第二进口阀之间的循环水进料管上引出设有第二反洗排污阀的支管。

进一步地，加药泵出口管道设置加药止回阀。

进一步地，第一过滤器和第二过滤器内部为管式陶瓷膜滤芯。管式陶瓷膜主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。管式陶瓷膜管壁密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当循环水流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。管式陶瓷膜可采用中国传统的陶瓷烧结工艺制备，具有稳定的物理化学性能，正常情况下可使用10年以上。相比传统的西方化学合成膜组件，管式陶瓷膜具有耐污染、易清洗、造价低等显著特点。

进一步地，管式陶瓷膜滤芯的膜孔径为0.8nm-1μm。过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别。

第一出口阀和第二出口阀可以是调节阀，第一进口阀、第二进口阀、第一反洗排污阀和第二反洗排污阀可以是球阀。

由于管式陶瓷膜在碰撞时易破碎，在使用时，管式陶瓷膜的安装与防碰撞结构至关重要。本发明还提供了一种供上述过滤器使用的防碰撞结构滤芯，既保证了滤芯的安全性，同时也保证过滤器处理量和安装的便捷性，其包括：管式陶瓷膜滤芯、安装在管式陶瓷膜滤芯顶端的滤芯安装板、安装在管式陶瓷膜滤芯底端的孔板、连接在滤芯安装板与孔板之间起紧固作用的拉杆，滤芯安装板的顶部设有吊耳。

进一步地，管式陶瓷膜滤芯顶端设有橡胶密封垫。

进一步地，滤芯安装板内部设有用于焊接管式陶瓷膜滤芯的内螺纹接头。

进一步地，底部孔板根据流通面积及管式陶瓷膜滤芯接触面积开孔，保证每根滤芯与底部孔板接触良好且流通面积足够。

进一步地，滤芯安装板的中心与底部孔板的中心之间连接一根拉杆，滤芯安装板与底部孔板之间的四周均匀分布4-8根拉杆，优选5根。

进一步地，每根拉杆配备固定螺母。

本发明进一步提供了使用上述开式循环水旁滤装置的循环水(循环冷却水)处理方法，该方法包括：过滤、反洗、加药，

过滤采用工艺流程如下：

第一过滤器运行，第二过滤器备用，第一进口阀和第一出口阀开启，其它阀门关闭，循环水经第一进口阀进入第一过滤器过滤后，经第一出口阀返回至循环水系统；

第一过滤器备用，第二过滤器运行，第二进口阀、第二出口阀开启，其它阀门关闭，循环水经第二进口阀进入第二过滤器过滤后，经第二出口阀返回至循环水系统；

第一过滤器和第二过滤器同时运行：第一进口阀、第一出口阀、第二进口阀和第二出口阀开启，其它阀门关闭，循环水经第一进口阀、第二进口阀分别进入第一过滤器、第二过滤器过滤后，经第一出口阀、第二出口阀返回至循环水系统；

当使用到一定时间后，关闭其中一台过滤器的进出口阀门，采用未关闭进出口阀门的过滤器对其进行反洗；

反洗工艺流程如下：

第一过滤器过滤，第二过滤器反洗：第一进口阀、第一出口阀、反洗调节阀、第二反洗排污阀开启，其它阀门关闭，第一过滤器过滤后的清水，经反洗调节阀进入第二过滤器，对管式陶瓷膜滤芯从内至外进行反洗，同时冲刷第二过滤器筒体内的杂质，反洗水经第二反洗排污阀排出。

第一过滤器反洗，第二过滤器过滤：第二进口阀、第二出口阀、反洗调节阀、第一反洗排污球阀开启，其它阀门关闭，采用第二过滤器过滤后清水对第一过滤器管式陶瓷膜滤芯从内至外进行反洗，同时冲刷第一过滤器筒体内的杂质，反洗水经第一反洗排污阀排出；

加药工艺流程如下：

第一过滤器过滤，第二过滤器加药：第一进口阀、第一出口阀、第二加药阀开启，其它阀门关闭，启动加药泵，把加药箱内相应药剂泵入第二过滤器，停加药泵，关闭第二加药阀，一段时间后(例如5-15分钟后，优选约10分钟后)开启反洗调节阀、第二反洗排污阀，采用过滤后清水进行反洗；

第一过滤器加药，第二过滤器过滤：第二进口球阀、第二出口球阀、第一加药阀开启，其它阀门关闭，启动加药泵，把加药箱内相应药剂泵入第一过滤器，停加药泵，关闭第一加药阀，一段时间后(例如5-15分钟后，优选约10分钟后)开启反洗调节阀、第一反洗排污阀，采用过滤后清水进行反洗。

优选地，过滤采用外进内出式，循环水从滤芯外部进入，杂质颗粒被过滤到设备内部或附着在滤芯上。反洗和加药程序采用内进外出式，即反洗用清水或药剂从滤芯内部进入。

过滤流程中，滤芯为外进内出式，循环水从滤芯外部进入，杂质颗粒被过滤到设备内部或附着在滤芯上。当过滤器阻力增大，需要切换时，利用另一台过滤器出口清水进行反洗。反洗时，清水采用内进外出的方式，清洗方便快捷。当循环水中有较多的微生物或反洗无法清除的杂质时，应当根据杂质组分，添加不同的药剂。药剂加入时，亦采用内进外出的方式。药剂加入后，间隔适当的时间，使滤芯外部杂质充分溶解后，采用清水进行冲洗。使用时，可根据循环水中杂质含量，确定过滤器切换时间。

本发明取得的有益效果：

(1)过滤器的防碰撞装置采用整体橇装式，结构先进可靠，能够有效防止管式陶瓷膜的机械损伤，而且处理量大、占地面积小，运输、安装方便快捷。

(2)循环水旁滤装置采用先进的过滤、反洗与加药流程，两台过滤器之间可以切换使用，可在线进行药物浸泡与清水反洗，全天不间断运行。

(3)循环水处理精度根据需要配置，涵盖微滤、超滤、纳滤级别。

(4)循环水旁滤装置的适用范围广、耐污染性好、耐腐蚀性强、机械强度高，耐磨性好，再生性能好，可根据用户需求实现全自动无人值守。

附图说明

图1-一种开式循环水旁滤装置结构示意图。

图2-一种用来保护过滤器的防碰撞结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明易于明白和了解，下面结合附图进一步说明。

本发明提供开式循环水旁滤装置包括第一过滤器a、第二过滤器b、加药箱t1和加药泵p1，其中，第一过滤器a设有循环水进料管l2和循环水出料管l7，第二过滤器设有循环水进料管l3和循环水出料管l8，第一过滤器的循环水出料管l7和第二过滤器的循环水出料管l8分别经由第一出口阀v4a和第二出口阀v4b连接于循环水输出总管道l10，第一过滤器的循环水进料管l2和第二过滤器的循环水进料管l3汇合成循环水输入总管道l1，在第一过滤器的循环水进料管l2和第二过滤器的循环水进料管l3上分别设有第一进口阀v1a和第二进口阀v1b，

第一过滤器的循环水进料管l2上分出一个设有第一反洗排污阀v2a的支管l4，该支管l4连接反洗水排放管道l6；第二过滤器的循环水进料管l3上分出一个设有第二反洗排污阀v2b的支管l5，该支管也连接反洗水排放管道l6，

加药箱t1的出口经由管道l11连接加药泵p1的入口，加药泵p1的出口管道l12分支为设有第一加药阀v3a的第一支路l13和设有第二加药阀v3b的第二支路l14，第一支路l13连接于第一过滤器a的循环水出料管l7，第二支路l14连接于第二过滤器的循环水出料管l8，

在第一过滤器的循环水出料管l7与第二过滤器的循环水出料管l8之间连接一设置反洗调节阀v5的反洗水管道l9。

优选，在第一过滤器的循环水出料管l7上，从第一过滤器的循环水出口(由此引出循环水出料管)起，依次是反洗水管道l9与第一过滤器的循环水出料管l7的连接点、加药泵出口管道的第一支路l13与第一过滤器的循环水出料管l7的连接点、第一出口阀v4a；

在第二过滤器的循环数出料管l8上，从第二过滤器的循环水出口(由此引出循环水出料管)起，依次是反洗水管道l9与第二过滤器的循环水出料管l8的连接点、加药泵出口管道的第二支路l14与第二过滤器的循环水出料管l8的连接点、第二出口阀v4b。

优选，在第一过滤器的循环水进口(由此引出循环水进料管)与第一进口阀v1a之间的循环水进料管l2上引出设有第一反洗排污阀v2a的支管l4；

在第二过滤器的循环水进口(由此引出循环水进料管)与第二进口阀v1b之间的循环水进料管上引出设有第二反洗排污阀v2b的支管l5。

加药泵出口管道l12可设置加药止回阀v6。

第一过滤器和第二过滤器内部为管式陶瓷膜滤芯。管式陶瓷膜主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。管式陶瓷膜管壁密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当循环水流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。管式陶瓷膜可采用中国传统的陶瓷烧结工艺制备，具有稳定的物理化学性能，正常情况下可使用10年以上。相比传统的西方化学合成膜组件，管式陶瓷膜具有耐污染、易清洗、造价低等显著特点。管式陶瓷膜滤芯的膜孔径可以为0.8nm-1μm，使得过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别。

第一出口阀v4a和第二出口阀v4b可以是调节阀，第一进口阀v1a、第二进口阀v1b、第一反洗排污阀v2a和第二反洗排污阀v2b可以是球阀。

由于管式陶瓷膜在碰撞时易破碎，在使用时，管式陶瓷膜的安装与防碰撞结构至关重要。本发明过滤器优选使用防碰撞结构滤芯，既保证了滤芯的安全性，同时也保证过滤器处理量和安装的便捷性，其包括：管式陶瓷膜滤芯2、安装在管式陶瓷膜滤芯顶端的滤芯安装板1、安装在管式陶瓷膜滤芯底端的孔板4、连接在滤芯安装板与孔板之间起紧固作用的拉杆3，滤芯安装板的顶部设有吊耳5。

管式陶瓷膜滤芯顶端优选设有橡胶密封垫。

滤芯安装板内部可设有用于焊接管式陶瓷膜滤芯的内螺纹接头。

底部孔板根据流通面积及管式陶瓷膜滤芯接触面积开孔，保证每根滤芯与底部孔板接触良好且流通面积足够。

滤芯安装板的中心与底部孔板的中心之间连接一根拉杆，滤芯安装板与底部孔板之间的四周均匀分布4-8根拉杆，优选5根。

进一步地，每根拉杆配备固定螺母6。

对管式陶瓷膜滤芯2进行安装或拆卸时，通过吊耳5将整个装置吊起，直接进行安装或者拆卸，因为底部孔板4的保护，管式陶瓷膜滤芯2与周围的物体不会发生碰撞，减少管式陶瓷膜破碎的可能性。

本发明进一步提供了使用上述开式循环水旁滤装置的循环水处理工艺，该工艺流程分为过滤、反洗、加药三步。

过滤时采用外进内出式，其工艺流程如下：

第一过滤器a运行，第二过滤器b备用，第一进口阀v1a、第一出口球阀v4a开启，其它阀门关闭，循环水经第一进口阀v1a进入第一过滤器a过滤后，经第一出口阀v4a返回至循环水系统。

第一过滤器a备用，第二过滤器b运行，第二进口阀v1b、第二出口阀v4b开启，其它阀门关闭，循环水经第二进口球阀v1b进入第二过滤器b过滤后，经第二出口球阀v4b返回至循环水系统。

第一过滤器a和第二过滤器b同时运行：第一进口阀v1a、第二进口阀v1b、第一出口阀v4a、第二出口阀v4b开启，其它阀门关闭，循环水经第一进口阀v1a、第二进口球阀v1b分别进入第一过滤器a、第二过滤器b过滤后，经第一出口阀1a、第二出口阀1b返回至循环水系统。当使用到一定时间后，关闭其中一台过滤器进出口阀门，采用另一台过滤器对其进行反洗。

反洗式采用内进外出式，其工艺流程如下：

第一过滤器a过滤，第二过滤器b反洗：第一进口阀v1a、第一出口阀v4a、反洗调节阀v5、第二反洗排污阀v2b开启，其它阀门关闭。第一过滤器过滤后的清水，经反洗调节阀v5进入第二过滤器，对管式陶瓷膜滤芯2从内至外进行反洗，同时冲刷第二过滤器b筒体内的杂质，反洗水经第二反洗排污阀v2b排出。

第一过滤器a反洗，第二过滤器b过滤：第二进口阀v1b、第二出口阀v4b、反洗调节阀v5、第一反洗排污阀v2a开启，其它阀门关闭。同理采用第二过滤器b过滤后清水对第一过滤器a进行反洗。

加药式采用内进外出式，工艺流程如下：

第一过滤器a过滤，第二过滤器b加药：第一进口阀v1a、第一出口阀v4a、第二加药阀v3b开启，其它阀门关闭。启动加药泵p1，把加药箱t1内相应药剂泵入第二过滤器b，停加药泵p1，关闭第二加药阀v3b。10min后，开启反洗调节阀v5、第二反洗排污阀v2b，采用过滤后清水进行反洗。

第一过滤器a加药，第二过滤器b过滤：第二进口阀v1b、第二出口阀v4b、第一加药阀v3a开启，其它阀门关闭。启动加药泵p1，把加药箱t1内相应药剂泵入第一过滤器a，停加药泵p1，关闭第一加药阀v3a。10min后，开启反洗调节阀v5、第一反洗排污阀v2a，采用过滤后清水进行反洗。

本发明的一种开式循环水旁滤装置可以一用一备，也可以同时使用，当一台进行过滤时，另外一台备用会这提供反洗用水，同时还配备有加药装置，根据过滤杂质的不同，加入不同的化学清洗剂清洗。