水处理保安过滤常见问题及解决方案

摘 要：保安过滤在实际应用中常会出现各种各样的问题，除了大家平时比较关注的滤芯寿命较短外，滤芯寿命很长也是常常容易被忽视的问题，而且后果甚至更严重。其中的原因有很多，包括滤芯本身的原因及外界的原因。通过各种案例的分析，我们可以看清楚滤芯寿命过短或过长的最本质原因。同时了解大流量滤芯相比传统滤芯的各种优点。

关键词：保安过滤、滤芯、大流量

1.保安过滤常见问题分析

保安过滤一般介于超滤与反渗透之间，所起的作用为除去超滤出水中的剩余颗粒物杂质，控制反渗透进水的SDI，保护价格昂贵的反渗透膜。其中的保安滤芯属于易耗品，需要不定期的更换，我们发现很多业主方普遍对保安滤芯的关注点为保安滤芯的寿命偏短，更换频繁。而根据我们长期的应用经验，得出的原因大致有以下几点：

①　保安滤芯本身纳污空间小，质量差，容易污堵；

②　原水水质波动大，水质差不稳定；

③　预处理装置过滤精度低，导致保安过滤进水SDI过高；

④　前段超滤断丝严重，导致大量杂质漏过；

⑤　系统流量超出保安过滤器的设计流量，滤芯超负荷运行；

⑥　夏天水中微生物较多；

⑦　加药系统故障或药量不合理。

因为这些问题的存在，以及业主方对滤芯寿命的诉求，导致了大量的国内厂家甚至一些进口产品的代理商投机取巧，从而带来了保安过滤的另一个问题，也是常常被忽视的问题：保安滤芯寿命较长但是拦截效率很低。而这带来了一个更严重的问题，反渗透进水SDI不稳定甚至超标，使得反渗透膜在一定程度上使用寿命变短。众所周知，反渗透膜的成本是远远高于保安过滤的。当然，不排除某些项目的预处理做的非常好。但就我们目前通过对众多现场的考察并结合实验室分析，我们实际了解到的情况是，保安滤芯寿命超长通常都是以牺牲滤芯的拦截效率为代价。而性能卓越的保安滤芯，可以在如此多外部因素变化不定的情况下，给反渗透装置提供最大程度的保护。

本文将主要从滤芯本身出发，来分析解决电厂客户在保安过滤环节实际遇到的问题。

2.常用保安滤芯分析

目前常用的保安滤芯有两种，一种是比较传统，工艺比较简单的熔喷滤芯，另一种是现在应用越来越多，工艺比较新颖，技术含量也较高的大流量折叠滤芯。

2.1熔喷滤芯

熔喷滤芯是采用聚丙烯粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、接受成形而制成的管状滤芯。其本身的制作工艺决定了它的滤芯纤维较粗（如图2.1），做工较粗糙，过滤精度差，孔隙粗糙不均匀导致滤芯不能完全被利用，流量小，SDI值波动大。从而导致保安过滤器需要配备较大的滤芯数量，所以过滤器的所占空间较大，滤芯更换麻烦，费时费力。目前常见的保安过滤器，配备的熔喷滤芯数量为50—80芯，更换一个过滤器的滤芯的时间基本上在3小时以上。  

2.2大流量折叠滤芯

折叠滤芯是将纤维做成膜之后进行折叠，进而制作成滤芯，其本身的工艺决定了它拥有做工精细，过滤精度高，过滤性能稳定，过滤面积大等特点。而在此基础上发展出的大流量滤芯，更有流量大，纳污能力强，更换简便，SDI控制稳定等特点。同时搭配使用的大流量过滤器因为大流量滤芯流量大的优点，占地空间较小，体积可比普通保安过滤器小33—50%，而同样的流量下，滤芯的数量可以少90%以上，使得更换时间节约80%以上。目前常用的保安过滤器，一般为4—8芯，更换时间基本在0.5—1小时。

科百特的HF150大流量滤芯，采用的是目前最为先进的深层过滤技术，拥有均匀梯度的5层膜结构，纳污空间更大，寿命更长。如下图2.2.1                              

同时，滤材采用进口纳米纤维膜（如图2.2.2），保证了整支滤芯非常高的过滤精度和过滤稳定性。独特的网罩和V型密封圈，使其具有更大的极限耐压能力和密封性能。                                          

2.3大流量滤芯与熔喷滤芯对比分析  

大流量滤芯与传统熔喷滤芯的各方面详细对比如下表2.3所示        

综合以上所有特性，大流量滤芯在保安过滤环节正逐渐成为主流，熔喷滤芯因为自身的局限性，正慢慢被淘汰。

3.典型案例分析

3.1滤芯设计不合理导致寿命偏短

江西某厂家回用水单元采用双膜法，保安过滤环节采用大流量滤芯，且使用的为进口品牌产品。正常情况之下，滤芯可使用1—2个月，但滤芯实际使用7天就堵塞。客户无法找到原因，最后将堵塞后的滤芯交给科百特实验室，进行分析。实验室首先将滤芯进行了解剖，表明滤芯为单层膜结构，且堵塞物集中在折谷处，其余膜表面几乎没有污堵，如图3.1.1     

在此基础上，实验室对滤膜的不同位置分别进行了电镜扫描，折谷处如图3.1.2，已完全堵塞，折峰处如图3.1.3，少量堵塞，折坡处如图3.1.4，几乎无堵塞                  

根据初步测量计算，堵塞面积约占滤膜总面积的1/7，所以有6/7的膜没有起到过滤作用，滤芯设计不合理，导致滤芯没有被完全利用。本身单层膜的结构纳污空间就很小，加上6/7的膜被浪费，导致了寿命仅仅只有几天时间。继续进行膜片效率对比测试，测试结果表明在截留效率方面，科百特的滤芯也明显高于此进口滤芯。

最后，客户使用了科百特提供的拥有5层膜结构的HF150大流量滤芯，目前使用情况非常稳定。客户对科百特的产品也有很好的评价，产生了很高的信任度，目前已在稳定采购。

3.2膜面积对滤芯寿命的影响

山东某厂家采用双膜法进行海水淡化，RO前置保安过滤环节采用的是大流量滤芯，使用的产品为另一进口品牌的产品，采用的是其特有的另一种折叠方式。滤芯使用寿命非常短，只有不到10天。客户将滤芯交给科百特，首先实验室将其进行了解剖，表明滤芯为单层膜结构，膜厚只有0.12mm，所以不仅过滤效率低且没有纳污空间。继续进行电镜扫描，显示滤膜表面为大量泥类、铁锈类杂质（如图3.2.5）。两者结合表明，滤芯在面对杂质比较多的工况时，完全没有纳污空间来过滤这些杂质，导致迅速的堵塞。     

推荐使用科百特的HF150M4000，此种滤芯为6层膜结构，可以提供上述进口滤芯5倍以上的纳污空间。

3.3膜配置不合理造成的影响

浙江某厂家中水回用系统中的保安过滤采用大流量过滤方案，使用的产品为某国外品牌国产滤芯（在国内有工厂）。在与水处理检修专工的交流过程中了解到，保安滤芯使用的近两年，没有出现过堵塞现象。我们对此表达了我们的担忧，此后客户提供了一支全新的滤芯交由科百特实验室做滤芯分析。

首先从外观上，此滤芯的网罩采用的是金属网，这在一定程度上被认为自身就会在长期浸泡过程中产生一些杂志带入到补给水中。而且金属网罩的耐压能力也没有聚丙烯网罩强，且易变形。客户在使用中也反映了这一问题，在客户自行更换滤芯的过程中，发现滤芯早已胀在过滤器桶体中，只能强行破坏后取出。

解剖后，滤芯仍旧为单层膜结构。之后，实验室用标准MBX-5颗粒配成一定浊度的原液，将测试膜片裁出直径47mm的圆片，用酒精润湿后，安装在膜片过滤测试装置中，在一定压力下过滤原浊液，用浊度分析仪分别测试滤液及原液浊度，计算截留效率。实验结果表明，客户提供滤芯的截留效率约等于科百特HF150精度20μm的滤芯。之后建议用科百特HF150精度5微米甚至2微米的滤芯来代替，充分保护反渗透膜。

3.4滤芯运行成本问题

浙江华电某电厂IGGC机组锅炉补给水系统保安过滤经设备改造后采用的大流量滤芯，投产初期使用的是国外某知名品牌的大流量滤芯，使用情况正常，但成本较高。2013年年初开始试用科百特的HF150大流量滤芯，到目前为止，滤芯使用情况一切正常，RO进水SDI值一直控制在2左右（如图3.4.1），寿命与此前进口产品相当                                    

科百特的HF150滤芯采用的与此品牌同样的5层膜结构，同样采用进口纳米纤维膜，5层精度梯度更加均匀，而且亚洲顶尖的工厂和加工工艺保证了滤芯的品质在与进口产品的竞争中也能出于领先地位。同时，比进口产品相对较低的价格可以帮客户节约一大笔成本。