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浅层砂过滤器处理循环水:降浊除藻实操要点

浅层砂过滤器处理循环水:降浊除藻实操要点
2025.10.21
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作者:窦艳华

浅层砂过滤器凭借滤层薄(50-200mm)、反洗高效(几秒至几十秒)、自动化程度高的优势,能精准适配循环水系统 “大流量、低污染负荷(浊度 5-30NTU、含藻量 10³-10⁵个 / L)” 的降浊除藻需求。实操中需围绕 “滤料选型适配、运行参数精准控制、反洗效果保障、藻类滋生抑制” 四大核心,规避滤层堵塞、除藻不彻底、反洗失效等问题。

浅层砂过滤器处理循环水:降浊除藻实操要点

浅层砂过滤器凭借滤层薄(50-200mm)、反洗高效(几秒至几十秒)、自动化程度高的优势,能精准适配循环水系统 “大流量、低污染负荷(浊度 5-30NTU、含藻量 10³-10⁵个 / L)” 的降浊除藻需求。实操中需围绕 “滤料选型适配、运行参数精准控制、反洗效果保障、藻类滋生抑制” 四大核心,规避滤层堵塞、除藻不彻底、反洗失效等问题,具体要点如下:
一、前期准备:滤料选型与系统适配(奠定处理基础)
滤料是降浊除藻的核心载体,系统参数匹配度直接影响处理效率,需结合循环水水质特性与设备性能精准规划:
1. 滤料选型:平衡截留效率与反洗通畅性
循环水降浊除藻的滤料需满足 “粒径合理、比表面积大、耐污染、易反洗” 原则,需根据水质污染程度差异化选择:
低浊低藻水(浊度<10NTU、藻量<10⁴个 / L):优先选用高纯度石英砂(SiO₂含量>98%),粒径控制在 0.8-1.2mm。粒径过小(<0.6mm)易因孔隙狭窄导致堵塞,反洗时难以将截留杂质彻底冲出;粒径过大(>1.5mm)会降低截留精度,无法拦截直径 5-20μm 的绿藻、硅藻等微小藻细胞,导致出水藻量超标。
中浊中藻水(浊度 10-20NTU、藻量 10⁴-10⁵个 / L):采用 “无烟煤 + 石英砂” 双层滤料组合。上层无烟煤选择粒径 1.0-1.8mm、密度 1.4-1.6g/cm³ 的规格,利用其较大孔隙截留大颗粒杂质与藻类团块;下层石英砂选用粒径 0.6-1.0mm 的细砂,拦截微小藻细胞与胶体。双层滤料借助密度差(无烟煤密度低于石英砂),反洗时可避免混层,显著提升滤层截留容量,比单一滤料除藻效率提升 25%-30%。
高藻或易黏附藻水(如蓝藻水华、含藻代谢产物多):在石英砂层中掺入 5%-10% 的功能性改性滤料,如活性炭涂层砂、二氧化钛负载砂。这类滤料通过吸附作用增强对藻类的捕获能力,同时可利用光催化特性分解藻类代谢产生的黏性胞外聚合物(EPS),避免藻体在滤料表面黏附形成 “藻膜”,减少滤层堵塞风险。
2. 系统适配:匹配循环水流量与压力
流量匹配:浅层砂过滤器单台处理量通常为 10-500m³/h,需根据循环水系统总流量(如冷却塔循环水量)确定并联台数,确保单台设备负荷不超过设计通量(20-30m³/(m²・h))。若超负荷运行,水流速度过快会导致杂质穿透滤层,降浊除藻效率下降 30% 以上,还可能因水流冲击加剧滤料磨损。
压力适配:循环水系统工作压力通常为 0.2-0.4MPa,需确保过滤器进水压力稳定在 0.15-0.3MPa。压力低于 0.15MPa 时,布水器无法均匀布水,易出现滤层局部负荷过高、局部闲置的 “偏流” 问题;压力高于 0.3MPa 会压实滤料,缩小孔隙空间,导致杂质截留后难以反洗清除。若系统压力波动较大,需在进水端增设稳压泵,通过自动调节维持进水压力稳定。

浅层砂过滤器1
二、运行控制:精准调节参数,保障处理效率
运行阶段需通过预处理减荷、参数动态调整、在线监测预警,避免杂质过度冲击滤料,确保降浊除藻效果稳定:
1. 进水预处理:降低滤料污染负荷
循环水常含泥沙、生物黏泥、藻类代谢产物等杂质,需前置简易预处理环节,减轻滤料截留压力:
前置格栅 / 滤网拦截:在过滤器进水管道上安装 80-100 目(孔径 0.15-0.2mm)的不锈钢滤网或格栅,拦截循环水中的大体积杂质,如冷却塔填料碎片、直径>0.2mm 的藻类团块。若不进行前置拦截,这类杂质会直接堵塞滤层表层孔隙,导致滤速骤降、压差快速升高,缩短运行周期。
按需投加助滤剂:当循环水浊度>20NTU 或藻类呈分散状(不易自然聚合成团)时,可在进水前投加非离子型聚丙烯酰胺(PAM),投加量控制在 0.1-0.3mg/L。助滤剂可通过絮凝作用将微小藻细胞与悬浮物聚合成直径>5μm 的大颗粒,显著提升滤料截留效率。需注意严格控制投加量,过量投加会导致絮凝体黏附滤料表面,形成难以反洗的 “黏性层”,反而加剧滤层堵塞。
2. 核心运行参数控制
滤速调节:常规滤速控制在 15-25m/h,需根据水质动态调整。当循环水浊度高、藻量大(如雨季雨水混入导致浊度升至 25NTU 以上)时,应将滤速降至 15-20m/h,延长水流在滤层中的停留时间,确保杂质充分截留;当水质较好(浊度<8NTU、藻量<5×10³ 个 / L)时,可将滤速提升至 20-25m/h,提高系统处理量,满足循环水回用需求。
运行周期把控:以 “进出水压差” 作为反洗触发核心指标,通常当压差达到 0.05-0.08MPa 时启动反洗(低于深层过滤器阈值,因浅层滤料截留容量较小)。不可按固定时间强制反洗:未达压差反洗会浪费反洗水与能耗,且可能因滤层扰动导致截留杂质重新释放;超过压差运行则会压实滤料,使藻类与杂质黏附固化,后续反洗难以清除。
底部排泥操作:若过滤器配备底部排泥口,需每天在反洗前开启排泥 1-2 分钟。循环水截留的藻类与悬浮物易在滤层底部沉积,形成高浓度污泥层,提前排泥可减少反洗时的污染物负荷,避免反洗水携带大量杂质 “二次污染” 滤料,提升反洗效率。
3. 在线监测与异常预警
关键指标实时监测:在过滤器进水与出水端分别安装在线浊度仪(精度 0.1NTU),确保出水浊度≤5NTU(满足冷却塔补水浊度<10NTU 的要求);定期(每 24 小时)取样,通过藻类计数器或显微镜镜检监测出水藻量,确保藻量≤10³ 个 / L。若系统对水质要求较高(如电子行业循环水),可增设在线总有机碳(TOC)监测仪,实时监控藻类代谢产物含量。
异常快速响应:若发现出水浊度 1 小时内从 3NTU 升至 8NTU,或藻量突然超标,需立即排查原因:可能是滤料因反洗不当导致破损流失,需打开设备检查滤层完整性;也可能是进水滤网堵塞导致布水不均,需停机清理滤网;还可能是助滤剂投加量异常,需调整投加参数。及时处理可避免污染扩散,保障循环水系统稳定运行。

浅层砂过滤器1
三、反洗操作:高效清除截留物,避免滤料堵塞
浅层砂过滤器的核心优势是 “快速反洗”,反洗效果直接决定滤料寿命与处理效率,需根据污染物类型选择适配反洗方式,并精准控制参数:
1. 反洗方式选择(适配污染物特性)
气水联合反洗(推荐用于含藻水):先通入压缩空气进行气洗,气洗强度控制在 8-12L/(m²・s),持续 10-20 秒。气泡在滤层内剧烈扰动,可有效打散黏附在滤料表面的藻类与悬浮物,避免单纯水洗导致藻类被压实黏结。气洗结束后,通入高压反洗水进行水洗,水洗强度 15-20L/(m²・s),持续 20-40 秒,将气洗松散的污染物彻底冲出滤层。这种方式比单一水洗除藻率提升 20%-30%,且能减少滤料磨损,延长滤料使用寿命。
高压水反洗(适配低藻水或无气洗设备):反洗水压力控制在 0.2-0.3MPa,强度 20-25L/(m²・s),持续 30-60 秒。反洗过程中需观察排水状态:初期排水呈深褐色或绿色(含大量藻类与悬浮物),后期逐渐变清澈,当排水浊度≤5NTU 时,说明反洗合格。需确保反洗水均匀分布在滤层表面,可通过调整反洗布水器角度或检查布水孔通畅性,避免局部反洗不彻底。
2. 反洗参数控制与注意事项
反洗水水质要求:优先使用过滤器出水或循环水系统的旁滤水(浊度≤5NTU)作为反洗水,避免使用原水反洗 —— 原水中的藻类与杂质会重新附着在滤料表面,导致 “二次污染”,增加滤层堵塞风险。若条件有限需使用原水,需在反洗前通过前置滤网对原水进行预处理。
反洗排水与重启控制:反洗排水需直接排入废水处理系统,不可回流至循环水系统,防止污染物重新进入循环。反洗结束后,先开启排水阀排空过滤器内残留的反洗水(约 30 秒),再缓慢开启进水阀,将流量从 1/3 设计值逐步提升至满负荷(提升时间不少于 1 分钟),避免水流冲击导致滤层偏流或滤料流失。
定期强化反洗:若长期处理高藻水,每周需进行 1 次 “强化反洗”。可延长气洗时间至 30 秒,或在反洗水中加入 0.1%-0.2% 的次氯酸钠(氧化性杀菌剂),通过氧化作用抑制滤料表面残留藻类的繁殖,破坏已形成的初期藻膜。强化反洗后需用清水彻底冲洗滤层,直至出水无余氯(余氯≤0.05mg/L),避免杀菌剂残留对循环水系统后续处理单元(如缓蚀阻垢设备)造成影响。

浅层砂过滤器2
四、藻类抑制:双管齐下,预防滋生与黏附
循环水系统(尤其冷却塔)因 “温湿度适宜、含氮磷营养盐” 易滋生藻类,藻类不仅会被滤料截留,还可能在滤料表面繁殖形成藻膜,导致滤料黏结、反洗困难,需从 “源头控藻 + 滤料维护” 双向发力:
1. 循环水系统源头控藻
杀菌剂交替投加:在循环水系统总进水端(如冷却塔补水口)定期投加杀菌剂,抑制藻类繁殖。氧化性杀菌剂(如次氯酸钠)与非氧化性杀菌剂(如异噻唑啉酮)交替使用,避免藻类产生抗药性。次氯酸钠投加量控制在余氯 0.2-0.5mg/L,每周投加 2-3 次,每次持续 4-6 小时;异噻唑啉酮投加量 50-100mg/L,每月投加 1-2 次,每次持续 8-12 小时。投加后需监测循环水 pH 值,若 pH>8.5 需适当降低投加量,避免杀菌剂失效。
营养盐控制:从源头减少循环水中氮、磷含量,降低藻类生长的 “食物来源”。控制补水 COD≤50mg/L、总磷≤0.5mg/L,避免使用含磷量高的缓蚀阻垢剂;定期排放部分循环水(排污水量约为循环水量的 5%-10%),降低循环水中营养盐浓度,减缓藻类繁殖速度。
2. 滤料定期维护(预防藻膜形成)
定期化学清洗:每 1-2 个月对滤料进行 1 次化学清洗。先排空过滤器,注入 0.5%-1% 的次氯酸钠溶液(针对藻类污染)或 3%-5% 的柠檬酸溶液(针对藻类与金属氧化物混合污染),浸泡 2-4 小时,通过化学作用分解藻膜、溶解黏附物。浸泡结束后,用清水冲洗滤层直至出水 pH 值恢复中性(pH6.5-8.5),且无明显藻类残留。化学清洗频率可根据滤料状态调整,若发现滤料表面出现明显绿色或褐色藻膜,需提前进行清洗。
滤料检查与补充:每季度打开过滤器检查滤料状态。若发现滤料结块(多为藻类黏结导致)、破碎率>10%(通过筛分法检测,碎料粒径<0.3mm 占比),需及时更换或补充新滤料。补充滤料时需选择与原滤料同材质、同粒径的规格,填充前用清水冲洗去除粉尘,避免新滤料杂质影响处理效果。补充后需进行 1 次反洗,确保新滤料与原有滤料充分融合,滤层高度恢复至设计值(误差≤5%)。
五、常见问题处理(实操避坑指南)
出水浊度达标但藻量超标原因:滤料孔径过大,无法拦截微小藻细胞;滤料表面残留藻类繁殖,导致出水携带藻体。解决措施:更换粒径更小的滤料(如将石英砂从 0.8-1.2mm 更换为 0.6-1.0mm);反洗时加入 0.1% 次氯酸钠强化杀菌,抑制滤料表面藻类繁殖;若藻类呈分散状,可适当增加助滤剂投加量,促进藻细胞聚合成团后截留。
反洗后压差仍高原因:反洗强度不足,藻类与杂质黏附滤料未彻底清除;助滤剂投加过量,形成黏性层堵塞滤料孔隙。解决措施:提升反洗强度(气洗强度增至 12-15L/(m²・s),水洗强度增至 20-25L/(m²・s)),延长反洗时间;减少助滤剂投加量(从 0.3mg/L 降至 0.1-0.2mg/L),若已形成黏性层,可通过化学清洗(柠檬酸溶液浸泡)溶解黏性物质。
滤料流失严重原因:反洗水压力过高(>0.3MPa),导致滤料被冲失;滤帽破损,滤料从滤帽缝隙漏出。解决措施:降低反洗水压力至 0.2-0.3MPa,调整反洗流量;停机检查滤板上的滤帽,更换破损或老化的滤帽(滤帽缝隙应<0.2mm,避免滤料通过),更换后需测试滤帽密封性,防止再次流失。
处理量下降,出水波动大原因:进水滤网堵塞,导致进水量不足;布水器布水不均,滤层局部负荷过高、局部闲置。解决措施:拆洗进水滤网,清除滤网截留的杂质(如填料碎片、藻类团块);检查布水器布水孔是否通畅,若有堵塞用细铁丝疏通,调整布水器角度确保水流均匀分布在滤层表面。
总结
浅层砂过滤器处理循环水降浊除藻的核心是 “适配、精准、高效”—— 前期根据水质选对滤料与系统参数,运行中动态调整滤速与反洗时机,通过气水联合反洗与定期强化反洗保障截留物清除效果,同时从源头控藻与滤料维护预防藻类滋生黏附。实操中需结合循环水水质变化(如雨季浊度升高、夏季藻类繁殖加快)灵活调整策略,才能长期稳定实现 “降浊达标、藻类可控” 的目标,延长循环水系统使用寿命,降低整体运行成本。

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