多介质过滤器

旁滤过滤器也叫旁通过滤器，是专门配套各类闭环循环水系统使用的过滤器，核心作用是抽取循环系统内部分水体进行旁路过滤，去除水中不断累积的悬浮物、颗粒物、胶体、藻类、黏泥和有机杂质，再将净化后的水体送回主循环系统，以此维持整体水质稳定，避免主系统出现结垢、腐蚀、菌藻滋生等问题。

旁滤过滤器是相对于全流量过滤的工艺命名，它不需要让整个循环系统的全部水体都经过过滤单元，仅需要处理总循环水量1%到5%左右的水量就可以控制整体水质，能耗和运行成本远低于全流量过滤，是目前循环水水质维护的主流工艺设备。

旁滤过滤器是针对循环水系统长期运行中水质不断恶化的痛点开发的专用设备，目前已经广泛应用于工业和民用的各类循环水场景，市面主流产品按照不同维度可以分为多个品类：

• 按照自动化程度分类：分为手动型旁滤过滤器和全自动型旁滤过滤器，手动型适合小型循环水系统，初始投入成本低；全自动型适合中大型工业循环水系统，节省人工运维成本

• 按照滤料类型分类：分为石英砂旁滤过滤器，是目前应用最广泛的品类，价格低廉截污能力强，适合常规循环水除杂；多介质旁滤过滤器，填充多种滤料，截污容量更大过滤精度更高，适合杂质较多的水质；活性炭旁滤过滤器，可吸附有机物、余氯、异味，适合泳池水、景观水、饮用水循环系统；锰砂旁滤过滤器，可去除水中的铁锰离子，适合含铁锰较高的地下水循环系统

• 按照结构形式分类：分为罐体式旁滤过滤器和紧凑自清洗式旁滤过滤器，罐体式滤料容量大，截污能力强，适合大规模系统；自清洗式结构紧凑，反冲洗耗水少，适合场地有限的中小型系统

旁滤过滤器选型需要结合主系统总循环水量、进水水质、出水要求、安装场地、预算等多个因素综合判断，选择匹配的类型和规格才能达到最优的处理效果和性价比。

旁滤过滤器属于多介质过滤器的细分品类，整体运行分为正常过滤和反冲洗两个核心阶段，整个工作逻辑围绕旁路净化、滤料再生展开，具体过程如下：

正常过滤阶段工作原理

主循环水系统正常运行时，通过分流管路从主管道中抽取预设比例的循环水，送入旁滤过滤器罐体内部。水体从进水口进入后，通过上部布水装置均匀分布在滤料层表面，随后自上而下流经滤料层，水体中的悬浮物、颗粒物、胶体、菌藻等杂质被截留在滤料层的孔隙和表层，过滤后的洁净水体通过罐体底部的集水装置流出，重新送回主循环水系统，完成一次旁路净化。

反冲洗阶段工作原理

随着过滤过程持续进行，截留在滤料层中的杂质不断累积，旁滤过滤器的进出口压差会逐渐升高，当压差达到预设阈值（通常为0.05MPa到0.2MPa）或者达到预设运行时长后，设备会自动启动反冲洗程序完成滤料再生：

• 第一步：自动关闭正常过滤的进水阀门，打开反冲洗进水阀门和排水阀门

• 第二步：将过滤后的洁净水体从罐体底部送入，自下而上冲刷滤料层，水流带动滤料层膨胀翻滚，将附着在滤料表面和孔隙中的杂质冲刷脱离

• 第三步：携带杂质的反冲洗水从罐体上部的排水口排出，完成杂质清理

• 第四步：反冲洗持续3到10分钟后，关闭反冲洗相关阀门，重新打开正常过滤的进水阀门，恢复过滤状态

多罐组合式的旁滤过滤器可以实现连续过滤，单罐反冲洗时其余罐体仍可正常工作，完全不影响旁路净化的持续运行。

常规罐体式旁滤过滤器的结构清晰，各部件功能明确，主要由八个核心部分组成：

• 罐体主体：一般采用碳钢内防腐或不锈钢材质制作，主要作用是容纳滤料、承受运行水压，大型罐体还会做加强防腐处理，适应水处理的腐蚀环境

• 进水布水装置：设置在罐体上部，一般采用多孔管或折流式布水结构，作用是让进入罐体的旁流水均匀分布在滤料层表面，避免偏流降低过滤效果

• 滤料层：是旁滤过滤器截留杂质的核心单元，根据处理需求填充不同类型的滤料，可单层铺设也可多层铺设，常用滤料包括石英砂、无烟煤、活性炭、锰砂、高分子滤料等

• 承托层：铺设在滤料层下方，由不同粒径分级的砾石或卵石组成，作用是承托细小滤料，防止滤料随水流流失，同时保证底部集水和反冲洗布水均匀

• 底部集水装置：设置在罐体最底部，一般采用多孔集水管或穹形多孔板结构，作用是收集过滤后的洁净水体，同时在反冲洗时均匀分配反冲洗水流

• 反冲洗控制系统：包括阀门组件、动力执行机构、压差传感器、时间控制器，全自动型旁滤过滤器可实现反冲洗全自动化，不需要人工干预

• 排气装置：设置在罐体顶部，用于排出过滤器内部积存的空气，避免气阻影响过滤流量和过滤稳定性

• 检修辅助结构：包括罐体顶部的检修人孔、滤料添加口，部分设备还预留了水质处理药剂投加接口，方便配合加药工艺使用

紧凑式自清洗旁滤过滤器的结构略有不同，一般采用金属筛网作为过滤单元，取消了承托层和布水层，整体体积更小，反冲洗耗水量更低，更适合场地有限的场景。

旁滤过滤器一般根据项目实际需求定制生产，没有统一的固定参数，常规核心参数的范围如下：

• 处理能力：单台旁滤过滤器的处理能力范围从每小时5立方米到每小时1500立方米不等，可根据主系统总循环水量的比例确定实际需求

• 工作压力：常规运行压力范围在0.2MPa到1.0MPa之间，特殊定制的旁滤过滤器最高可适应1.6MPa的工作压力

• 进出水浊度：常规要求进水浊度不超过50NTU，过滤后出水浊度可稳定控制在5NTU以内，高精度旁滤过滤器出水浊度可低于1NTU

• 过滤精度：石英砂多介质旁滤的过滤精度一般在10微米到100微米之间，网式自清洗旁滤过滤器的过滤精度可达到5微米到50微米

• 反冲洗参数：反冲洗工作压力一般在0.1MPa到0.3MPa之间，单次反冲洗时间为3分钟到10分钟，反冲洗强度为10升/平方米·秒到20升/平方米·秒

• 外形尺寸：罐体直径范围从0.5米到4米不等，罐体高度范围从1.5米到5米不等，可根据安装场地条件调整尺寸

和通用过滤设备、全流量过滤工艺相比，旁滤过滤器具备以下突出特性：

• 运行成本低，能耗低：仅需要处理总循环水量的1%到5%，不需要对全部水体加压过滤，能耗仅为全流量过滤的十分之一左右，同时还能减少排污量、补水量和水处理药剂用量，大幅降低长期运行成本

• 不影响主系统运行：采用旁路安装设计，反冲洗、维护保养都不需要停止主循环水系统的运行，不会中断生产或者正常使用

• 水质稳定可控：可以持续去除循环水中不断累积的杂质，长期稳定控制水体浊度和悬浮物含量，抑制菌藻滋生，从根源上降低结垢和腐蚀的风险

• 自动化程度高，运维简单：主流全自动旁滤过滤器可以实现自动反冲洗，不需要人工频繁清理滤料，日常仅需要定期检查滤料损耗，定期补充或更换滤料即可，运维工作量极小

• 适配性强，改造方便：可以根据不同水质、不同场地、不同处理要求定制规格和材质，适配几千吨到几十万吨规模的循环水系统，对于已经投用的循环水系统，不需要大规模改造原有管路就可以加装，改造难度小投入低

旁滤过滤器主要应用于各类闭环循环水系统，目前已经覆盖多个国民经济行业，核心应用行业包括：

• 石油化工行业：应用于炼油、化工生产装置的循环冷却水系统，去除水中的介质泄漏物、悬浮杂质，控制水质稳定，延长换热设备使用寿命

• 电力行业：应用于火电、核电、水电厂的循环冷却水系统，控制凝汽器等核心换热设备的结垢，提高发电效率

• 钢铁冶金行业：应用于炼钢、轧钢工序的循环冷却水系统，去除水中的氧化铁皮、悬浮杂质，稳定水质，减少补水排污量

• 市政暖通行业：应用于商用建筑中央空调循环水系统、区域供暖循环水系统，防止管道结垢堵塞，提高换热效率

• 文体游乐行业：应用于游泳池、水上乐园的循环水系统，净化水质满足国家标准，减少换水成本

• 市政景观行业：应用于人工湖、景观河道、喷泉的循环水系统，控制水体浊度，抑制蓝藻滋生，维持景观水体清澈

• 食品制药行业：应用于生产工序的循环冷却水系统，满足生产对水质的要求，防止菌藻滋生污染生产环境

某钢铁厂循环冷却水系统旁滤改造案例

该钢铁厂拥有总流量20000m³/h的循环冷却水系统，投用时未配套旁滤设备，运行后系统浊度长期维持在20NTU以上，冷却塔填料每年都积泥严重需要停产清理，换热管线结垢腐蚀速度快，水处理药剂消耗量比设计值高出40%。改造时加装了两台处理量500m³/h的全自动石英砂旁滤过滤器，运行三个月后，系统整体浊度稳定降到5NTU以下，药剂消耗量减少32%，循环水补水量减少26%，结垢速度明显降低，不需要每年停产清淤，每年可节省运行成本超百万元。

某大型室内游泳馆水循环处理案例

该游泳馆比赛池总水量5000m³，原有全流量过滤设备处理能力不足，水体浊度频繁超标，存在余氯异味，每半个月需要整体换水一次，成本很高。加装一套处理量100m³/h的活性炭多介质旁滤过滤器做深度旁路处理后，水体浊度稳定维持在0.5NTU以下，异味完全消除，换水周期延长到三个月以上，每年减少换水量超60%，水处理成本降低了55%。

某火电厂循环冷却水系统应用案例

该电厂装机容量600MW，循环水总流量120000m³/h，配套四台处理量1500m³/h的全自动旁滤过滤器，长期运行后循环水浊度稳定控制在3NTU以下，凝汽器管壁结垢速率降低了42%，凝汽器真空度提高0.3kPa，每年可提升发电效率带来收益超两百万元。