一、反洗清洁效果下降:污染物无法彻底剥离,滤料 “越洗越脏”
- 污染物黏性增加,剥离难度上升
水中的胶体、有机物(如腐殖质)、油脂类污染物在低温下(尤其是低于 15℃)分子运动减缓,黏度升高(如油脂在 10℃以下易凝固成固态),与纤维束滤料表面的吸附力(范德华力、氢键)增强。
后果:反洗水流的冲击力难以将污染物从纤维表面 “冲掉”,部分污染物会残留在滤料间隙中,甚至因水流搅动重新黏附,导致滤料 “板结” 风险增加(长期积累后滤层透气性下降,过滤阻力飙升)。
- 反洗水流动性变差,冲洗均匀性降低
低温下水的黏度升高(20℃水的黏度约 1.002 mPa・s,5℃时增至 1.519 mPa・s),水流在纤维束间隙中的渗透速度变慢,且易因滤料局部阻力差异形成 “水流短路”—— 部分区域冲洗过度(滤料被冲散),部分区域冲洗不足(污染物残留)。
后果:滤层清洁度不均,下次过滤时,未洗净的区域成为 “污染释放源”,导致产水浊度波动、过滤周期缩短(原本可运行 8 小时,可能缩短至 4 小时)。
二、滤料状态异常:影响过滤周期内的截留能力
- 纤维束分散性下降,滤层间隙不均
部分纤维材质(如尼龙、改性聚酯)在低温下(尤其是低于 10℃)会因水分子吸附或自身收缩,表现出 “刚性增强、弹性下降”—— 反洗后难以从 “压实状态” 恢复蓬松,纤维束易呈 “束状抱团” 而非 “单丝分散”。
后果:滤层有效截留面积减少,大间隙区域无法拦截细小悬浮物,小间隙区域易被快速堵塞,过滤初期就可能出现产水水质不达标(如浊度超标)。
- 滤料表面 “低温吸附” 加剧,二次污染风险
低温下,纤维束滤料(如聚丙烯)表面的亲水基团活性降低,对水中溶解性有机物(如小分子腐殖酸)的 “物理吸附” 反而增强(低温抑制解吸过程)。
后果:反洗无法去除的吸附态污染物,在过滤阶段可能因水流扰动重新释放到产水中,导致产水 COD、TOC 等指标升高(尤其对饮用水、工业纯水系统影响显著)。
三、系统运行能耗与维护成本增加
- 反洗能耗上升
为弥补清洁效果不足,需提高反洗水强度(如增加反洗流量、延长反洗时间)—— 例如,常温下反洗 10 分钟即可,低温下可能需延长至 15~20 分钟,且水耗增加 30%~50%;若配套气洗,气泡在低温水中的分散性差,需提高气量,进一步增加能耗。
- 设备结垢或冻损风险(极端低温时)
若反洗水温度接近 0℃(如北方冬季未保温的系统),水中钙、镁离子易因低温析出,在纤维束表面或过滤器内壁形成水垢(与残留污染物结合成 “硬垢”),清洗难度极大;
若温度低于 0℃,反洗水可能结冰,导致纤维束被冻住(纤维因冰膨胀被挤压断裂),甚至过滤器壳体、管道冻裂(尤其金属部件)。