CN116440583A - 一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法，属于海水淡化技术领域。过滤装置包括预处理罐、控制装置和置换过滤器，预处理罐内设有若干组串联的置换过滤器，预处理罐为每组置换过滤器提供独立运行的水室，置换过滤器受控制装置控制，若干组置换过滤器中至少存在一组用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，其他置换过滤器用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，或利用处理水对置换过滤器进行冲洗。本发明将海水预处理过滤装置优化为三重五级置换过滤方式，提高了海水预处理装置的置换过滤能力，置换过滤器高度集成过滤单元和置换单元，置换过滤器的不停机清洗有利于海水预处理系统的连续运行。

Description

一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，尤其是一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法。

背景技术

渤海湾地区海水原始水质中的泥沙含量高，综合考虑下采用热法海水淡化方式有利于该地区发展的水、热、电联产。热法海水淡化方法中的低温多效海水淡化生产工艺以50~70℃的低品质蒸汽为热源，利用一系列含有喷淋管束和换热管束的效体蒸发器串联，使动力蒸汽在换热管束内部流通，同时将原海水从喷淋管束均匀布设到换热管束上，通过原海水与动力蒸汽逆流换热的方式将原海水汽化成为二次蒸汽并进入下一效体蒸发器。故喷淋管束的均匀布水和换热管束的稳定供热是效体蒸发器高效运行的关键。

目前，为保障喷淋管束的均匀布水防止喷淋管束被杂质堵塞，送入喷淋管束的原海水需要进行杂质过滤。另外，投入商业化运营的效体蒸发器中换热管束采用铝合金（5052）材质，为防止原海水中的Fe³⁺、Mn²⁺等高价阳离子及其他腐蚀性离子对换热管束造成腐蚀性置换反应，会对送入换热管束的原海水中的腐蚀性高价阳离子进行置换。

就现有技术而言，现有过滤装置和置换装置对进入效体蒸发器的原海水预处理能够去除绝大部分的悬浮物和腐蚀性高价阳离子，满足出水浊度不高于15NTU的需求，但随着海水淡化装置投用数量的增加，对于海水预处理工艺出力要求也随之增大，因此如何在海水预处理系统高负荷运行状态下降低原海水中残留的剩余泥沙以及高价腐蚀性阳离子，延缓海水淡化装置喷淋管束喷嘴淤积堵塞及换热管束冲刷作用而造成的一系列的后续问题至关重要。具体包括：

对原海水进行杂质过滤的装置为多组母管制分体布置的过滤单元，为保障过滤装置的使用周期，过滤拦截杂质的能力有限，像黏泥类微小颗粒杂质的拦截效果就很差，故现有对原海水进行杂质过滤的装置存在空间占用率高和过滤效能力不足的问题，长期运行下，海水预处理系统附着生长的贝类大量繁殖，极易引发海水淡化装置喷淋管束的喷嘴堵塞，引发布水不均，喷淋管断裂，汽、水接触面积减少，换热效率降低，换热管结垢等严重危害海水淡化装置安全稳定运行的连锁反应，目前清理堵塞喷嘴仅能通过人工形式针对特定蒸发器的特定喷淋管拆除后逐一检查并清理堵塞喷嘴，实施过程困难较大；且黏泥类微小颗粒杂质会在效体蒸发器停运的真空环境中滋生厌氧微生物，厌氧微生物产生硫化氢会腐蚀换热管束，再次体现了海水预处理装置因过滤能力不足导致的弊端。

对原海水进行腐蚀性高价阳离子置换的装置（离子交换器）利用内置的铝环提前对原海水中的Fe³⁺、Mn²⁺等高价阳离子及其他腐蚀性离子进行置换，以实现保护换热管束的目的，但原海水中的黏泥会逐渐附着在铝环表面及内壁，严重阻碍置换反应，导致换热管束得不到有效保护，造成换热管壁腐蚀穿孔，致使海水通过换热管流入冷凝淡化水侧，严重劣化生产淡化水水质指标，甚至导致低温多效海水淡化装置产生的淡化水无法投入商业回收利用状态。故及时清除铝环上的附着物，恢复铝环置换能力至关重要，现有常规铝环式离子置换器清洗需要停机实施，且采用药剂清洗的过程繁琐，存在局部位置铝环“过洗”或“欠洗”现象，导致铝环加速溶解剥落或未裸露参与置换反应的情况，且存在较大施工安全风险及诸多不可控因素，故现有清洗效果并不理想。

综上所述，现有利用母管制分体布置的离子交换器和过滤单元对原海水进行预处理工艺过程存在的生产效率低、置换效果差、停机时间长、维护成本高、自动化程度低和无法实现连续运行方式等问题。

发明内容

发明目的：提供一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种海水预处理定向置换过滤装置，包括预处理罐、控制装置、置换过滤器和检测单元，所述预处理罐与待处理的原海水接通，所述预处理罐内设有若干组串联的置换过滤器，所述预处理罐为每组置换过滤器提供独立运行的水室，所述置换过滤器受控制装置控制，若干组置换过滤器中至少存在一组置换过滤器用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，其他组所述置换过滤器用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换或利用处理水对置换过滤器进行冲洗，所述检测单元与预处理罐连通，用于对置换过滤器的堵塞情况和腐蚀性高价阳离子置换效果进行检测。

进一步的，所述置换过滤器包括置换过滤芯、置换滤芯隔板、叠片过滤单元、曝气支撑隔板和布水管路，所述置换过滤芯用于对入料水进行二重三级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，所述置换过滤芯的上部和下部均通过置换滤芯隔板固定在预处理罐的内壁，所述曝气支撑隔板和叠片过滤单元自下而上套装在置换过滤芯上，所述叠片过滤单元用于对入料水进行三重一级过滤，所述曝气支撑隔板呈中空结构并与空气增压器连接，用于为置换过滤器布气，所述布水管路贯穿两个置换滤芯隔板，用于对原海水进行一重一级过滤和对置换过滤芯均匀布水。

进一步的，所述置换过滤芯包括呈筒状结构的滑动调节滤网，所述滑动调节滤网外围包裹有曝气冲击滤网，所述曝气冲击滤网的网孔内侧均匀对称布置有曝气喷嘴，所述曝气冲击滤网的顶部和底部分别设置有滤芯进水机构和滤芯排污机构，所述滑动调节滤网内侧的顶部设有导流过滤机构，所述滑动调节滤网内部设置有离子置换棒，用于置换入料水中的腐蚀性高价阳离子。

进一步的，所述离子置换棒包括旋转导向轴，所述旋转导向轴的上端与下端分别通过上部旋转机构和下部旋转机构与滑动调节滤网连接，所述旋转导向轴的顶部安装滑动平衡机构，所述滑动平衡机构固定在曝气冲击滤网内壁上，所述旋转导向轴上设置有离子置换芯，所述离子置换芯上设置有清洁刮片，所述清洁刮片与滑动调节滤网内壁接触，所述旋转导向轴的底部设置有反冲扰动叶轮，所述旋转导向轴的下端连接有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构利用曝气支撑隔板通气。

进一步的，所述叠片过滤单元包括滤液收集管和叠片压缩滤网，所述叠片压缩滤网环抱连接在曝气冲击滤网上，所述叠片压缩滤网用于引导入料水至滤液收集管。

进一步的，所述布水管路上设置有布水机构一和布水机构二，所述布水机构一设置在上侧置换滤芯隔板的上方，所述布水管路内部设有与布水机构一配合的布水控制机构一，所述布水控制机构一用于改变布水机构一的布水状态，所述布水机构二设置在两个置换滤芯隔板之间，所述布水管路内部设有与布水机构二配合的布水控制机构二，所述布水控制机构二用于改变布水机构二的布水状态。

进一步的，所述布水机构一和布水机构二结构相同，所述布水机构一包括布水前置滤网，所述布水前置滤网内侧设有布水支撑框架，所述布水支撑框架设置在布水控制机构一上，所述布水支撑框架上安装有布水导流叶片和布水清洁刮板，所述布水清洁刮板与布水前置滤网内壁接触，所述布水前置滤网外壁连接有布水喷淋管束，所述布水喷淋管束上均匀安装有若干布水导流喷嘴。

进一步的，所述预处理罐包括罐体，所述罐体内安装有水室分隔板，用于将罐体分隔成若干个供置换过滤器独立运行的水室，所述罐体上安装有排污端口，所述排污端口的输出口与水室分隔板的安装面平齐，所述罐体上连接有用于引入原海水的进水管路、用于引出处理水的出水管路、用于引出清洗污水的水室排污管路和排污室管路，所述水室排污管路的输入端与排污端口连接。

进一步的，所述检测单元的输出端与控制装置的输入端连接，所述检测单元包括安装在进水管路上的进口压力变送器以及分别与出水管路和排污室管路并联的出口压力变送器，所述进口压力变送器和出口压力变送器配合，用于检测置换过滤器的堵塞情况，所述检测单元还包括离子监测装置，所述离子监测装置与出水管路连接，用于出水位置的水质监测。

一种海水预处理定向置换过滤装置的使用方法，所述过滤装置包括以下使用状态：

正常运行状态下，原海水从进水管路进入预处理罐，所述控制装置控制预处理罐和置换过滤器协作，使所有置换过滤器的布水机构一均匀布水、布水机构二不布水，使所有置换过滤器对原海水进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，最终处理水从出水管路引出；

单列内部清洗状态下，原海水从进水管路进入预处理罐，所述控制装置控制预处理罐和置换过滤器协作，使部分置换过滤器处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器中的布水机构一不布水、布水机构二均匀布水，使置换过滤芯内部反向清洗、叠片过滤单元正向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路和出水管路引出；

单列外部清洗状态下，原海水从进水管路进入预处理罐，所述控制装置控制预处理罐和置换过滤器协作，使部分置换过滤器处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器中的布水机构一和布水机构二均不布水，通过出水管路将正常运行状态的置换过滤器得到的处理水返送至剩余部分置换过滤器所在的独立水室，处理水对依次对叠片过滤单元和置换过滤芯内部反向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路引出；

布水管路的排污状态，原海水从进水管路进入布水管路，布水管路中流动的原海水驱动布水机构一和布水机构二的布水清洁刮板对内部的布水前置滤网进行清洗，被清洗下来的杂质最终从排污室管路引出预处理罐。

有益效果：本发明通过区别现有技术措施的一种海水预处理定向置换过滤装置及使用方法，解决了经过现有海水预处理系统处理后原海水中含有微量高价腐蚀性阳离子及贝类、泥沙、黏泥等杂质，导致杂质进入低温多效海水淡化装置的喷淋换热系统后极易引发喷淋喷嘴堵塞、分布布水不均、换热效率降低、换热管束泄漏、产水效能下降、厌氧污泥滋生等系列问题。

其中，本发明提供的置换过滤器将传统过滤装置中分体布置的过滤单元优化为集中的三重五级过滤设计，过滤结构分别针对大颗粒杂质、细小颗粒和微小颗粒进行逐级拦截，不仅提高了过滤装置的过滤能力，还缩小了过滤装置的空间占用率，降低了喷淋管束喷嘴堵塞的风险，为喷淋管束的均匀布水提供可能，使海水淡化装置面对堵塞风险得到安全稳定运行的保障，另外，置换过滤器还具备多种清洗方式，能在不停机的运行方式下针对某个独立的置换过滤器进行清洗，为发挥过滤功能的结构提供了连续工作的可能，避免了置换过滤装置因清洗需求造成停机。

本发明提供的置换过滤器将参与高价腐蚀性阳离子置换的结构（离子置换棒）与参与二重三级过滤的结构集成为置换过滤芯，并通过离子置换棒与二重三级过滤结构的配合为离子置换棒提供了可媲美化学清洗的物理清洁方式，有效保证了离子置换棒的表面清洁，有利于提高离子置换能力，减缓了后续效体蒸发器换热管束的使用损耗。

本发明还配备了检测单元，检测单元通过压差对置换过滤器的堵塞情况报警，当压差异常时，及时对置换过滤器内的过滤结构进行清洗，检测单元通过浓度监测对置换过滤器置换异常报警，当离子浓度异常时，及时对置换过滤器内的离子置换棒进行清洗，检测单元为本发明中定向置换过滤装置的运行方式做出指导，体现了定向置换过滤装置的自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是本发明中置换过滤器的结构示意图。

图4是本发明在图3中A处的放大图。

图5是本发明中布水管路的结构示意图。

图6是本发明中布水机构一的结构示意图。

图7是本发明中置换过滤芯的结构示意图。

图8是本发明在图7中B处的放大图。

图9是本发明在图7中C处的放大图。

图10是本发明中叠片过滤单元的结构示意图。

图11是本发明中叠片过滤单元的局部侧剖图。

图12是本发明中置换滤芯隔板的结构示意图。

图13是本发明中曝气支撑隔板的结构示意图。

附图标记为：1、预处理罐；11、罐体；111、窥视窗；112、检查窗；113、水室分隔板；114、排污端口；12、进水管路；121、进水阀一；122、旁路阀；123、进水阀二；13、出水管路；131、支路出水阀一；132、支路汇水阀一；133、支路出水阀二；134、支路汇水阀二；135、总出水阀；136、双向增压器；14、水室排污管路；141、水室排污阀一；142、水室排污阀二；15、排污室管路；151、排污室阀门；16、取样管路；161、出水取样阀一；162、出水取样阀二；163、排污室取样阀三；164、进口压力变送器；165、出口压力变送器；166、离子监测装置；2、控制装置；3、超频控制装置；31、震荡器；32、排气联通阀；4、浊度离子监测装置；5、空气增压器；6、置换过滤器；61、置换过滤芯；611、滤芯进水机构；612、导流过滤机构；613、曝气冲击滤网；6131、曝气喷嘴；614、滑动调节滤网；615、滤芯排污机构；616、离子置换棒；6161、旋转导向轴；6162、旋转驱动机构；6163、下部旋转机构；6164、反冲扰动叶轮；6165、离子置换芯；6166、清洁刮片；6167、上部旋转机构；6168、滑动平衡机构；62、置换滤芯隔板；63、叠片过滤单元；631、滤液收集管；632、叠片压缩滤网；633、叠片挤压机构；64、曝气支撑隔板；641、双向曝气水帽；65、布水管路；651、布水机构一；652、布水控制机构一；653、布水机构二；654、布水控制机构二；6511、布水前置滤网；6512、布水支撑框架；6513、布水导流叶片；6514、布水清洁刮板；6515、布水喷淋管束；6516、布水导流喷嘴。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例一如图1-图13所示，本发明提供一种海水预处理定向置换过滤装置，包括预处理罐1、控制装置2、置换过滤器6和检测单元，预处理罐1与待处理的原海水接通，预处理罐1内设有若干组串联的置换过滤器6，预处理罐1为每组置换过滤器6提供独立运行的水室，置换过滤器6受控制装置2控制，若干组置换过滤器6中至少存在一组置换过滤器6用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，其他组置换过滤器6用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换或利用处理水对置换过滤器6进行冲洗，检测单元与预处理罐1连通，用于对置换过滤器6的堵塞情况和腐蚀性高价阳离子置换效果进行检测。

如图3、图4和图12所示，置换过滤器6包括置换过滤芯61、置换滤芯隔板62、叠片过滤单元63、曝气支撑隔板64和布水管路65，置换过滤芯61用于对入料水进行二重三级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，置换过滤芯61的上部和下部均通过置换滤芯隔板62固定在预处理罐1的内壁，曝气支撑隔板64和叠片过滤单元63自下而上套装在置换过滤芯61上，叠片过滤单元63用于对入料水进行三重一级过滤，曝气支撑隔板64呈中空结构并与空气增压器5连接，用于为置换过滤器6布气，布水管路65贯穿两个置换滤芯隔板62，用于对原海水进行一重一级过滤和和对置换过滤芯61均匀布水。

如图7-图9所示，置换过滤芯61包括呈筒状结构的滑动调节滤网614，滑动调节滤网614外围包裹有曝气冲击滤网613，曝气冲击滤网613的网孔内侧均匀对称布置有曝气喷嘴6131，曝气冲击滤网613呈中空结构，用于连通曝气喷嘴6131与曝气支撑隔板64之间的气路通道，且曝气喷嘴6131朝向滑动调节滤网614和离子置换棒616设置，以保证每个曝气冲击滤网613与滑动调节滤网614重叠网孔均布置，曝气冲击滤网613的顶部和底部分别设置有滤芯进水机构611和滤芯排污机构615，滑动调节滤网614内侧的顶部设有导流过滤机构612，用于拦截预处理罐1内部脱落的部件进入置换过滤芯61，如布水机构一651上的布水导流喷嘴6516，滑动调节滤网614内部设置有离子置换棒616，用于置换入料水中的腐蚀性高价阳离子。

曝气冲击滤网613属于置换过滤芯61的外表固定部件（固定连接在置换滤芯隔板62和曝气支撑隔板64上），曝气冲击滤网613和滑动调节滤网614的两端呈封闭筒状结构，用于与置换过滤芯61的其他部件装配连接，中部呈滤网结构用于细小颗粒的拦截，滑动调节滤网614滑动布置在曝气冲击滤网613内侧，滑动调节滤网614的滑动行程至少为一个网孔尺寸，滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613的滑动连接限位结构优选凸块与滑槽的配合方式实现，曝气冲击滤网613与滑动调节滤网614均采用相同开孔率、相同尺寸滤孔的过滤网，滑动调节滤网614通过与曝气冲击滤网613轴向方向孔径叠加重合或交错隔离的方式调节叠加滤孔孔径，从而控制过滤截留精度，滑动调节滤网614上的网孔被曝气冲击滤网613的网孔全覆盖，当滑动调节滤网614在滑动行程的两个极限位置时，滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613的网孔对正。

滤芯进水机构611和滤芯排污机构615为可伸缩的封堵盖结构，作用在于根据控制装置2改变置换过滤芯61顶部和底部的开闭状态，具体的，滤芯进水机构611和滤芯排污机构615起到单向流通阀门作用，结构上滤芯进水机构611包括两个半圆形的挡板和一个半圆板驱动，挡板驱动只能使两个半圆形的挡板单向翻转，如此设计是为了防止反洗过程中处理水从滤芯进水机构611反向流出。滤芯排污机构615包括一个圆形挡板和一个圆板挡板驱动，圆板挡板驱动使圆形挡板远离和贴合曝气冲击滤网613，从而实现开闭状态的切换（滤芯进水机构611和滤芯排污机构615的具体结构不做限定，其他能实现开闭状态切换的结构亦可）。置换过滤芯61过滤运行期间，滤芯进水机构611开启、滤芯排污机构615关闭，置换过滤芯61通过二重过滤对细小颗粒过滤，具体的，入料水经过导流过滤机构612（二重一级过滤）均匀分布至滑动调节滤网614（二重二级过滤）和曝气冲击滤网613（二重三级过滤）完成叠加重合区域的过滤后流出；其中，导流过滤机构612设置在滤芯进水机构611下方，因为导流过滤机构612设置在滤芯进水机构611下侧，处理水从滤芯进水机构611流入后，被导流过滤机构612拦截导流，导流过滤机构612除了能进一步过滤处理水，其拦截过滤处理水的效果使处理水匀速滤出，消除了滤芯进水机构611开启后的水流冲击，其作用在于过滤运行期间将进入置换过滤芯61的入料水均匀导流分布，避免径直冲刷离子置换棒616对其产生局部冲刷腐蚀作用。

离子置换棒616包括旋转导向轴6161，旋转导向轴6161的上端与下端分别通过上部旋转机构6167和下部旋转机构6163与滑动调节滤网614连接（旋转导向轴6161的上端与下端分别铰接有上部旋转机构6167和下部旋转机构6163，且上部旋转机构6167和下部旋转机构6163固定安装在滑动调节滤网614的内壁上，即离子置换棒616相对滑动调节滤网614拥有沿自身轴向滑动和绕自身轴向转动的两个自由度，其中，离子置换棒616相对滑动调节滤网614沿自身轴向滑动的幅度由离子置换棒616上的轴肩与上部旋转机构6167和下部旋转机构6163配合进行限定，即滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613相对滑动到极限位置后，旋转导向轴6161仍然继续沿自身轴向窜动，以旋转导向轴6161上端为例，旋转导向轴6161的窜动量为离子置换棒616轴肩到上部旋转机构6167的有效间距），旋转导向轴6161的顶部安装滑动平衡机构6168，滑动平衡机构6168固定在曝气冲击滤网613内壁，旋转导向轴6161上设置有离子置换芯6165，离子置换芯6165上设置有清洁刮片6166，清洁刮片6166与滑动调节滤网614内壁接触，旋转导向轴6161的底部设置有反冲扰动叶轮6164，旋转导向轴6161的下端连接有旋转驱动机构6162，旋转驱动机构6162利用曝气支撑隔板64通气。

在对离子置换芯6165上的黏泥进行剥离和清洗时，以下部件均发挥积极作用，具体包括：

旋转驱动机构6162配备导向阀，控制装置2通过控制导向阀的方向，能利用单向气源控制旋转驱动机构6162实现间歇正反转，通过正反导向阀的气体导通方向变化，进而带动旋转导向轴6161形成间歇正反旋转扰动方式，有利于黏泥及腐蚀产物冲刷剥离；

在旋转导向轴6161正反间歇正反旋转下，反冲扰动叶轮6164和滑动平衡机构6168配合，促使离子置换棒616进行伸缩往复滑动，有利于黏泥及腐蚀产物冲刷剥离，其中，上部旋转机构6167和下部旋转机构6163分别设置在旋转导向轴6161的上下两端，两者作为旋转导向轴6161辅助旋转润滑部件，同时具备轴向伸缩平衡调节限位作用；

离子置换棒616进行伸缩往复滑动时，在上部旋转机构6167和下部旋转机构6163的连接作用下，滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613发生相对位置移动，当滑动调节滤网614的开口与曝气冲击滤网613上的曝气喷嘴6131对正时，曝气喷嘴6131对离子置换棒616冲击曝气，有利于黏泥及腐蚀产物冲刷剥离；

清洁刮片6166直接辅助滑动调节滤网614上的杂质剥离，同时在随旋转导向轴6161转动时能形成扰流环境，有利于离子置换芯6165上黏泥及腐蚀产物的冲刷剥离作用。

当离子置换棒616转动起来后，联合上述多种有利于离子置换棒616上黏泥及腐蚀产物冲刷剥离的物理清洗设计可达到媲美作化学清洗离子置换棒616的效果。

如图10-图13所示，叠片过滤单元63包括滤液收集管631和叠片压缩滤网632，叠片压缩滤网632环抱连接在曝气冲击滤网613上，叠片压缩滤网632用于引导入料水至滤液收集管631。具体的，叠片压缩滤网632采用若干个片状致密滤网叠加重合而形成的过滤结构，片状致密滤网表面呈凹凸不平的蓬松结构，可根据控制装置2控制叠片挤压机构633调节压缩、延展片状致密滤网紧密程度，滤液收集管631上开设有收集口，收集口位于叠片压缩滤网632片状致密滤网叠加中心部位，与现有技术相比，叠片过滤单元63在传统的叠片过滤装置上附加叠片挤压机构633以改变叠片压缩滤网632的滤网紧密程度，此处列举一种直线驱动装置改变两个夹板间距使夹层中的叠片压缩滤网632的致密程度得到改变的挤压形式，叠片挤压机构633的结构形式不做具体限定。

叠片过滤单元63包括以下三种使用状态：

正常运行状态下，片状致密滤网压缩状态用于保持滤网截留杂质过滤精度，经过叠片压缩滤网632片状致密滤网过滤后的入料水经过滤液收集口进入滤液收集管631并最终从置换过滤器6排出；

内部清洗状态下，片状致密滤网舒展状态用于为剥离之前拦截的微小杂质颗粒提供扩展排放通道，入料水与正常运行状态下的流动方向相同；

外部清洗状态下，片状致密滤网舒展状态用于为剥离之前拦截的微小杂质颗粒提供扩展排放通道，处理水与正常运行状态下的流动方向相反。

叠片压缩滤网632作为三重一级过滤可拦截入料水中残留的微小颗粒（如黏泥），避免黏泥在效体蒸发器底部淤积，有效减少了海水淡化装置停运保养期间厌氧微生物的大量繁殖，缓和了厌氧微生物产生硫化氢等气体加速效体内部防腐涂层脱落和侵蚀换热管束的情况，延长了海水淡化装置整体使用寿命周期。

曝气支撑隔板64上均匀安装有若干双向曝气水帽641，双向曝气水帽641与置换过滤芯61交错布置。双向曝气水帽641通过曝气支撑隔板64将空气增压器５提供的间隔冲击曝气气源分隔成若干个微小爆破气泡，微小爆破气泡冲击叠片压缩滤网632和曝气冲击滤网613。

综上，空气增压器５以曝气支撑隔板64为媒介，分别向双向曝气水帽641和曝气喷嘴6131供气，在超频控制装置3的配合下，产生的曝气效果有利于促进吸附的杂质颗粒剥落脱离。

其中，超频控制装置3可根据逻辑控制装置2指令独立自动控制的震荡器31，震荡器31可根据超频控制装置3控制信号调节振幅、频率及间隔周期等参数；震荡器31与预处理罐1外壁连接部位以及预处理罐1内壁与内部连接部件之间均设置缓冲调节滑动护垫，避免长期振荡磨损罐体11内衬丁腈橡胶防护涂层，震荡器31用于形成共振微波，促进置换过滤芯61和叠片过滤单元63上黏泥及腐蚀产物剥落。

为配合空气增压器5与超频控制装置3，将排气联通阀32安装在罐体11上并与独立水室连通，排气联通阀32的主要用于是将空气增压器5产生的气体排出罐体11内，次要作用为实时排放运行期间原海水间隔布水过程掺杂的少量气体，避免形成水锤效应冲击后续系统管道及设备，且置换过滤器6处于内部清洗或外部清洗期间，排放曝气冲刷产生的压缩气体和空气增压器5驱动的旋转驱动机构6162联合有利于形成连续冲击的扰动环境。

综上所述，在对置换过滤器6的结构有一个清楚的认识后，结合上述内容可知，扰流环境对置换过滤器6的清洗具有促进效果，具体的，在对置换过滤器6的清洗过程中产生积极促进效果的方式包括：

曝气扰动，空气增压器5通过曝气支撑隔板64分别向双向曝气水帽641和曝气冲击滤网613上的曝气喷嘴6131供气，使两者产生微小爆破气泡，从而制造冲击爆破扰动环境，针对滑动调节滤网614以及离子置换棒616产生冲击爆破扰动，促进滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613之间拦截的杂质脱落和离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物剥落；

旋转扰动，空气增压器5通过曝气支撑隔板64为旋转驱动机构6162提供间歇性正反转驱动力，使安装在旋转驱动机构6162输出端的离子置换棒616获得离心旋转扰动环境，促进滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613之间拦截的杂质脱落和离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物剥落；

刮板扰动，旋转驱动机构6162同步带动离子置换棒616旋转时，离子置换棒616的清洁刮片6166直接作用在滑动调节滤网614内壁，促进滑动调节滤网614上拦截的杂质脱落，同时清洁刮片6166旋转时对滑动调节滤网614内部具有较大的搅动效果，从而制造混合搅拌扰动环境；

引流扰动，旋转驱动机构6162同步带动离子置换棒616旋转时，离子置换棒616下部设置的反冲扰动叶轮6164随之转动，反冲扰动叶轮6164的转动对滑动调节滤网614内部海水产生引流冲击扰动效果，促进滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613之间拦截的杂质脱落和离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物剥落；

滑动扰动，在反冲扰动叶轮6164产生的引流推力作用和滑动平衡机构6168的复位作用下使离子置换棒616沿旋转导向轴6161的轴向方向往复微量上下滑动（旋转导向轴6161的轴肩与上部旋转机构6167或下部旋转机构6163之间的滑动行程），与曝气扰动方式配合，形成重复叠加冲击区域，促进离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物的剥落；

伸缩扰动，离子置换棒616的上下往复滑动带动滑动调节滤网614限位调节，滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613之间的孔径得到有效扩充，当滑动调节滤网614上的网孔与曝气喷嘴6131对正时（即滑动调节滤网614与曝气冲击滤网613相对滑动的极限位置），与曝气扰动方式配合，形成曝气喷嘴6131形成针对滑动调节滤网614、离子置换棒616的广角曝气冲击，促进滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613之间拦截的杂质脱落和离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物剥落；

超频扰动，超频控制装置3通过超频振动方式使预处理罐1内部的介质传递同频共振微波至离子置换棒和两个滤网（滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613），共振冲击扰动环境有利于促进滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613之间拦截的杂质脱落和离子置换棒616上黏泥和腐蚀产物剥落；

总的来说，在上述七种扰动方式的联合效果下，能有效实现原海水中附着在置换过滤器6上的腐蚀性离子和杂质颗粒的清洗。其中，刮板扰动、对滑动调节滤网614的清洗发挥积极作用；曝气扰动、旋转扰动、引流扰动、伸缩扰动和超频扰动对离子置换棒616、曝气冲击滤网613和滑动调节滤网614的清洗发挥积极作用；滑动扰动对离子置换棒616的清洗发挥积极作用。

如图2和5所示，多个置换过滤器6通过布水管路65串联，布水管路65上设置有布水机构一651和布水机构二653，布水机构一651设置在上侧置换滤芯隔板62的上方，布水管路65内部设有与布水机构一651配合的布水控制机构一652，布水控制机构一652用于改变布水机构一651的布水状态，布水机构二653设置在两个置换滤芯隔板62之间，布水管路65内部设有与布水机构二653配合的布水控制机构二654，布水控制机构二654用于改变布水机构二653的布水状态。

如图6所示，布水机构一651和布水机构二653结构相同，布水机构一651包括布水前置滤网6511，布水前置滤网6511内侧设有布水支撑框架6512，布水支撑框架6512设置在布水控制机构一652上，布水支撑框架6512上安装有布水导流叶片6513和布水清洁刮板6514，布水清洁刮板6514与布水前置滤网6511内壁接触，布水前置滤网6511外壁连接有布水喷淋管束6515，布水喷淋管束6515上均匀安装有若干布水导流喷嘴6516。

布水前置滤网6511用于阻隔截留原海水中的贝类及未沉降的大颗粒杂质，布水前置滤网6511作为置换过滤器6对原海水进行三重五级过滤中的第一重第一级过滤，避免大颗粒杂质进入布水喷淋管束6515堵塞布水导流喷嘴6516进而影响原海水进水分布均匀性的情况发生。

具体的，布水喷淋管束6515呈现进口宽出口窄的结构形式，布水喷淋管束6515均匀分布在布水前置滤网6511外壁，有效增加了布水面积，提升原海水布水均匀性，保证原海水进水均匀并通过布水导流喷嘴6516散射分布出去。

如图1、图5和图6所示，布水控制机构一652包括一个与控制装置2电连接的伸缩驱动机构和一个安装在伸缩驱动机构输出端用于改变布水前置滤网6511有效流通量面积的挡筒结构，布水控制机构一652可在控制装置2控制下实现过流开启布水和阻隔过流停止布水的目的，布水控制机构一652与布水控制机构二654配合，能实现对置换过滤器6工作状态的控制；当布水控制机构一652开、布水控制机构二654闭时，置换过滤器6处于正常运行状态；当布水控制机构一652闭、布水控制机构二654开时，置换过滤器6处于内部清洗状态；当布水控制机构一652闭、布水控制机构二654闭时，置换过滤器6处于外部清洗状态。

布水控制机构一652和布水控制机构二654内的布水前置滤网6511堵塞后，需要及时对布水管路65进行清洁，具体的，以清洗布水控制机构一652内的布水前置滤网6511为例，由上述布水管路65的结构可知，布水控制机构一652可为布水支撑框架6512提供旋转的轴向支撑，布水导流叶片6513一端与布水清洁刮板6514的端部滑动连接，另一端与布水支撑框架6512滑动连接，当原海水流通时（排污室管路15导通，使布水管路65内形成水流）会推动布水导流叶片6513产生径向转动推力，进而推动布水支撑框架6512转动，使布水清洁刮板6514刮除布水前置滤网6511内壁吸附截留的杂质颗粒，且控制装置2可控制布水导流叶片6513与原海水流通切向角度，进而调节布水导流叶片6513产生径向转动推力。

如图1-图2所示，预处理罐1包括罐体11，罐体11内安装有水室分隔板113，用于将罐体11分隔成若干个供置换过滤器6独立运行的水室，罐体11上安装有排污端口114，排污端口114的输出口与水室分隔板113的安装面平齐，罐体11上连接有用于引入原海水的进水管路12、用于引出处理水的出水管路13、用于引出清洗污水的水室排污管路14和排污室管路15，水室排污管路14的输入端与排污端口114连接。

为简化预处理罐1上各个管路的结构，此处以预处理罐1内有两个独立水室为例；

其中，进水管路12与上方设置的置换过滤器6连通，且进水管路12上设置有进水阀一121、旁路阀122和进水阀二123，进水阀一121设置在旁路阀122和进水阀二123的进口端，进水管路12通过控制装置2调控，用于置换过滤器6的水量分配；

出水管路13与两个独立水室的出水端连接，且位于上侧独立水室的出水管路13段上安装有支路出水阀一131和支路汇水阀一132，位于下侧独立水室的出水管路13段上安装有支路出水阀二133和支路汇水阀二134，且支路汇水阀一132和支路汇水阀二134的合流后的出口端安装有总出水阀135，出水管路13受控制装置2调控，用于置换过滤器6出水量的控制，双向增压器136设置在支路汇水阀一132和支路汇水阀二134之间，用于将出水管路13的处理水反送至独立水室；

水室排污管路14上安装有水室排污阀一141和水室排污阀二142，两者受控制装置2调控，分别与两个独立水室配合，用于置换过滤器6清洗后的杂质排放；

排污室管路15与罐体11底部连接，排污室管路15上安装有排污室阀门151，受控制装置2调控，用于排放布水管路65内部清洗出的杂质。

预处理罐1采用双向不锈钢材质内衬丁晴橡胶双重胶防腐控制方式，其作用在于有效阻隔罐体与海水接触腐蚀，延长连续过滤装置主体结构使用周期；罐体11上开设有窥视窗111和检查窗112，检查窗112和窥视窗111分别用于两组独立水室，检查窗112用于过滤装置停运期间定项检查及更换组件，窥视窗111用于直观辅助判断过滤装置运行期间各组件运行状态。

罐体11顶部设置浊度离子监测装置4，其作用在于实时监测经过布水机构一651一级过滤后的入料水浊度，并将监测数据反馈至控制装置2，进而通过调节滤芯进水机构611，实现控制置换过滤芯61的投用数量；调节置换过滤芯61内滑动调节滤网614的轴向滑动距离，从而控制其与曝气冲击滤网613叠加滤孔孔径；调节叠片过滤单元63中叠片压缩滤网632轴向压缩间隙控制其过滤通量。

检测单元的输出端与控制装置2的输入端连接，检测单元包括安装在进水管路12上的进口压力变送器164以及分别与出水管路13和排污室管路15并联的出口压力变送器165，进口压力变送器164和出口压力变送器165配合，用于检测置换过滤器6的堵塞情况，检测单元还包括离子监测装置166，离子监测装置166与出水管路13连接，用于出水位置的水质检测。

具体的，检测单元由取样管路16组成，用于检测进口压力的进口压力变送器164连接在进水管路12上，用于检测出口压力的出口压力变送器165分别与出水管路13和排污室管路15连接，当进口压力变送器164与出口压力变送器165传输到控制装置2的数据超过压力阈值后，表明置换过滤器6堵塞，异常数据包括以下两种情况：

当出口压力变送器165显示排污室管路15位置的数据异常时，表明布水管路65堵塞，需要对布水前置滤网6511进行清洗；

当出口压力变送器165显示出水管路13处（出水取样阀一161和出水取样阀二162）的数据异常时，表明置换过滤器6中布水管路65以外的滤网结构堵塞，需要对滑动调节滤网614和叠片过滤单元63进行清洗，清洗方式上选择内部清洗和外部清洗均可；

用于检测出水管路13内离子浓度的离子监测装置166连接在出水管路13上，当离子监测装置166传输到控制装置2的数据超过离子浓度阈值后，表明离子置换芯6165被黏泥覆盖情况比较严重，需要对其进行黏泥的剥离和清洗（内部清洗和外部清洗均可，优先内部清洗），离子监测装置166用于引入出水检测水样并与检测试剂按照1.5倍比例混合后与标准比色卡对比，为判断置换过滤器6中的置换过滤芯61失效反洗状态提供依据；

具体的，离子监测装置166进行水质检测的类别为Al³⁺离子浓度检测，因为特定海域内海水的离子种类和离子浓度在一定区间范围内，通过检测Al³⁺离子浓度即可表明离子置换芯6165参与置换反应的程度，只有检测到的Al³⁺离子达到指定阈值以上才能表明，海水中的高价腐蚀性阳离子已经被置换至安全范围内。

以双水室为例，进水阀二123的出口端设置有进口压力变送器164；出水取样阀一161、出水取样阀二162和排污室取样阀三163的出口端分被与出口压力变送器165连接，在逻辑控制装置2控制出水取样阀一161、出水取样阀二162和排污室取样阀三163开关状态下，出口压力变送器165用于分析测量布水机构（布水机构一、布水机构二、布水机构三、布水机构四）以及两个水室的压差状态，进而为反洗方式调节控制过程提供依据。

实施例2如图1-图11所示，一种海水预处理定向置换过滤装置的使用方法，该方法是基于实施例1中定向置换过滤装置的使用方法，置换过滤装置包括以下使用状态：

定向置换过滤装置中置换过滤器6的运行状态依据检测单元的检测结果确定；

离子监测装置166对液离子浓度检测，若达标则，则置换过滤器6处于正常运行状态；若不达标，则置换过滤器6处于单列内部清洗状态或单列外部清洗状态（优先内部清洗）；

出口压力变送器165对排污室管路15和出水管路13压力进行检测，若均无异常，则置换过滤器6处于正常运行状态；若排污室管路15位置的数据异常，则置换过滤器6处于布水管路65的排污状态；若出水管路13位置的数据异常，则置换过滤器6处于单列内部清洗状态或单列外部清洗状态。

以双水室置换过滤装置为例：

正常运行状态下，原海水从进水管路12进入预处理罐1，控制装置2控制预处理罐1和置换过滤器6协作，使所有置换过滤器6的布水机构一651均匀布水、布水机构二653不布水，使所有置换过滤器6对原海水进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，最终处理水从出水管路13引出；

具体的，正常运行状态下两个水室均处于正常置换过滤状态，此时原海水流动方流经进水阀一121和进水阀二123，从进水管路12进入两组置换过滤器6的布水管路65，此时布水机构一651布水、布水机构二653不布水，原海水从布水机构一651的布水前置滤网6511经过完成一重一级过滤后，贝类大颗粒杂质被拦截，大颗粒杂质只能沿布水管路65沉入排污室管路15，然后入料水进入布水喷淋管束6515，并从布水导流喷嘴6516均匀布设到位于上侧的置换滤芯隔板62上，然后入料水进入置换过滤芯61，此时滤芯进水机构611开启，滤芯排污机构615关闭，进入置换过滤芯61的入料水先经过导流过滤机构612完成二重一级过滤，在置换过滤芯61内部的入料水与离子置换芯6165发生置换反应，将入料水中的腐蚀性阳离子置换出来，然后再依次从滑动调节滤网614和曝气冲击滤网613的网孔中穿过完成二重二级和二重三级过滤，二重过滤能拦截小颗粒杂质，然后进入叠片过滤单元63的叠片压缩滤网632完成三重一级过滤，此过程中，叠片压缩滤网632处于压缩状态，能够拦截微小颗粒杂质，最终处理水由滤液收集管631汇流后流至支路汇水阀一132和支路汇水阀二134。

单列内部清洗状态下，原海水从进水管路12进入预处理罐1，控制装置2控制预处理罐1和置换过滤器6协作，使部分置换过滤器6处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器6中的布水机构一651不布水、布水机构二653均匀布水，使置换过滤芯61内部反向清洗、叠片过滤单元63正向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路14和出水管路13引出；

具体的，单列内部清洗状态（一个独立水室内部反向冲洗，另一个独立水室正常运行，以上侧独立水室内部反向冲洗，下侧独立水室正常运行为例），此时原海水经进水阀一121和进水阀二123进入下侧独立水室进行三重五级置换过滤的具体方式和正常运行状态的方式相同，并从支路汇水阀二134至总出水阀135排出。

内部清洗状态下，空气增压器5通过曝气支撑隔板64向双向曝气水帽641和曝气喷嘴6131曝气，并向旋转驱动机构6162输送驱动气体，超频控制装置3开始输出，使置换过滤器6发挥实施例一描述的七种扰动联合效果，与此同时，上侧独立水室的布水管路65中，布水控制机构一652在控制装置2调控下封堵布水机构一651，使其不能布水，布水机构二653均匀布水，原海水在经过布水机构二653的一重一级过滤后进入两个置换滤芯隔板62之间；

一部分入料水经过曝气喷嘴6131和滑动调节滤网614的网孔，进入置换过滤芯61内部，此过程将拦截在滑动调节滤网614网孔上的细小颗粒杂质反向冲洗到置换过滤芯61内部，并在七种扰动联合效果的效果下对离子置换棒616进行清洗，最终滤芯排污机构615打开，将置换过滤芯61内部含有杂质的入料水从排污端口114进入水室排污管路14并从水室排污阀一141排出；

另一部分入料水进入叠片过滤单元63，此时叠片压缩滤网632处于延展状态，在超频控制装置3和双向曝气水帽641的联合作用下，附着在叠片压缩滤网632上的杂质穿过叠片压缩滤网632进入滤液收集管631，含有杂质的入料水汇流后从支路出水阀一131排出。

单列外部清洗状态下，原海水从进水管路12进入预处理罐1，控制装置2控制预处理罐1和置换过滤器6协作，使部分置换过滤器6处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器6中的布水机构一651和布水机构二653均不布水，通过出水管路13将正常运行状态的置换过滤器6得到的处理水返送至剩余部分置换过滤器6所在的独立水室，处理水依次对叠片过滤单元63和置换过滤芯61内部反向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路14引出；

具体的，单列外部清洗状态（一个独立水室外部反向冲洗，另一个独立水室正常运行，以上侧独立水室外部反向冲洗，下侧独立水室正常运行为例），原海水经进水阀一121和进水阀二123进入下侧独立水室三重五级置换过滤，具体运行方式与正常运行状态相同，得到的处理水经过支路汇水阀二134后，一部分从总出水阀135排出，另一部分在双向增压器136作用下反向进入支路汇水阀一132作为上侧独立水室外部清洗供水水源；

与内部清洗状态相同，空气增压器5通过曝气支撑隔板64向双向曝气水帽641和曝气喷嘴6131曝气，并向旋转驱动机构6162输送驱动气体，超频控制装置3开始输出，使置换过滤器6发挥实施例一描述的七种扰动联合效果，下侧独立水室的处理水反向从叠片过滤单元63进入，此时，叠片压缩滤网632处于延展状态，处理水将附着在叠片压缩滤网632上的微小颗粒杂质反冲到两个置换滤芯隔板62之间，因为叠片压缩滤网632的拦截能力高于置换过滤芯61，故微小颗粒杂质能随处理水以内部反洗置换过滤芯61的方式进入置换过滤芯61，并对置换过滤芯61进行反洗，然后打开滤芯排污机构615将置换过滤芯61内部含有杂质的处理水从排污端口114排入水室排污管路14并从水室排污阀一141排出。

布水管路65的排污状态，正常运行状态、单列内部清洗状态和单列外部清洗状态下均可进行该步骤，原海水从进水管路12进入布水管路65，布水管路65中流动的原海水驱动布水机构一651和布水机构二653的布水清洁刮板6514对内部的布水前置滤网6511进行清洗，被清洗下来的杂质最终从排污室管路15引出预处理罐1。

具体的，流动原海水对布水前置滤网6511进行清洗的方式如实施例1中关于对布水管路65进行清洁方式所述，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了发明的优选实施方式，但是，发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在发明的技术构思范围内，可以对发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，包括预处理罐（1）、控制装置（2）、置换过滤器（6）和检测单元，所述预处理罐（1）与待处理的原海水接通，所述预处理罐（1）内设有若干组串联的置换过滤器（6），所述预处理罐（1）为每组置换过滤器（6）提供独立运行的水室，所述置换过滤器（6）受控制装置（2）控制，若干组置换过滤器（6）中至少存在一组置换过滤器（6）用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，其他组所述置换过滤器（6）用于对原海水集中进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换或利用处理水对置换过滤器（6）进行冲洗，所述检测单元与预处理罐（1）连通，用于对置换过滤器（6）的堵塞情况和腐蚀性高价阳离子置换效果进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述置换过滤器（6）包括置换过滤芯（61）、置换滤芯隔板（62）、叠片过滤单元（63）、曝气支撑隔板（64）和布水管路（65），所述置换过滤芯（61）用于对入料水进行二重三级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，所述置换过滤芯（61）的上部和下部均通过置换滤芯隔板（62）固定在预处理罐（1）的内壁，所述曝气支撑隔板（64）和叠片过滤单元（63）自下而上套装在置换过滤芯（61）上，所述叠片过滤单元（63）用于对入料水进行三重一级过滤，所述曝气支撑隔板（64）呈中空结构并与空气增压器（5）连接，用于为置换过滤器（6）布气，所述布水管路（65）贯穿两个置换滤芯隔板（62），用于对原海水进行一重一级过滤和对置换过滤芯（61）均匀布水。

3.根据权利要求2所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述置换过滤芯（61）包括呈筒状结构的滑动调节滤网（614），所述滑动调节滤网（614）外围包裹有曝气冲击滤网（613），所述曝气冲击滤网（613）的网孔内侧均匀对称布置有曝气喷嘴（6131），所述曝气冲击滤网（613）的顶部和底部分别设置有滤芯进水机构（611）和滤芯排污机构（615），所述滑动调节滤网（614）内侧的顶部设有导流过滤机构（612），所述滑动调节滤网（614）内部设置有离子置换棒（616），用于置换入料水中的腐蚀性高价阳离子。

4.根据权利要求3所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述离子置换棒（616）包括旋转导向轴（6161），所述旋转导向轴（6161）的上端与下端分别通过上部旋转机构（6167）和下部旋转机构（6163）与滑动调节滤网（614）连接，所述旋转导向轴（6161）的顶部安装滑动平衡机构（6168），所述滑动平衡机构（6168）固定在曝气冲击滤网（613）内壁上，所述旋转导向轴（6161）上设置有离子置换芯（6165），所述离子置换芯（6165）上设置有清洁刮片（6166），所述清洁刮片（6166）与滑动调节滤网（614）内壁接触，所述旋转导向轴（6161）的底部设置有反冲扰动叶轮（6164），所述旋转导向轴（6161）的下端连接有旋转驱动机构（6162），所述旋转驱动机构（6162）利用曝气支撑隔板（64）通气。

5.根据权利要求4所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述叠片过滤单元（63）包括滤液收集管（631）和叠片压缩滤网（632），所述叠片压缩滤网（632）环抱连接在曝气冲击滤网（613）上，所述叠片压缩滤网（632）用于引导入料水至滤液收集管（631）。

6.根据权利要求5所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述布水管路（65）上设置有布水机构一（651）和布水机构二（653），所述布水机构一（651）设置在上侧置换滤芯隔板（62）的上方，所述布水管路（65）内部设有与布水机构一（651）配合的布水控制机构一（652），所述布水控制机构一（652）用于改变布水机构一（651）的布水状态，所述布水机构二（653）设置在两个置换滤芯隔板（62）之间，所述布水管路（65）内部设有与布水机构二（653）配合的布水控制机构二（654），所述布水控制机构二（654）用于改变布水机构二（653）的布水状态。

7.根据权利要求6所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述布水机构一（651）和布水机构二（653）结构相同，所述布水机构一（651）包括布水前置滤网（6511），所述布水前置滤网（6511）内侧设有布水支撑框架（6512），所述布水支撑框架（6512）设置在布水控制机构一（652）上，所述布水支撑框架（6512）上安装有布水导流叶片（6513）和布水清洁刮板（6514），所述布水清洁刮板（6514）与布水前置滤网（6511）内壁接触，所述布水前置滤网（6511）外壁连接有布水喷淋管束（6515），所述布水喷淋管束（6515）上均匀安装有若干布水导流喷嘴（6516）。

8.根据权利要求7所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述预处理罐（1）包括罐体（11），所述罐体（11）内安装有水室分隔板（113），用于将罐体（11）分隔成若干个供置换过滤器（6）独立运行的水室，所述罐体（11）上安装有排污端口（114），所述排污端口（114）的输出口与水室分隔板（113）的安装面平齐，所述罐体（11）上连接有用于引入原海水的进水管路（12）、用于引出处理水的出水管路（13）、用于引出清洗污水的水室排污管路（14）和排污室管路（15），所述水室排污管路（14）的输入端与排污端口（114）连接。

9.根据权利要求8所述的一种海水预处理定向置换过滤装置，其特征在于，所述检测单元的输出端与控制装置（2）的输入端连接，所述检测单元包括安装在进水管路（12）上的进口压力变送器（164）以及分别与出水管路（13）和排污室管路（15）并联的出口压力变送器（165），所述进口压力变送器（164）和出口压力变送器（165）配合，用于检测置换过滤器（6）的堵塞情况，所述检测单元还包括离子监测装置（166），所述离子监测装置（166）与出水管路（13）连接，用于出水位置的水质监测。

10.根据权利要求9所述的一种海水预处理定向置换过滤装置的使用方法，其特征在于，所述过滤装置包括以下使用状态：

正常运行状态下，原海水从进水管路（12）进入预处理罐（1），所述控制装置（2）控制预处理罐（1）和置换过滤器（6）协作，使所有置换过滤器（6）的布水机构一（651）均匀布水、布水机构二（653）不布水，使所有置换过滤器（6）对原海水进行三重五级过滤和腐蚀性高价阳离子置换，最终处理水从出水管路（13）引出；

单列内部清洗状态下，原海水从进水管路（12）进入预处理罐（1），所述控制装置（2）控制预处理罐（1）和置换过滤器（6）协作，使部分置换过滤器（6）处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器（6）中的布水机构一（651）不布水、布水机构二（653）均匀布水，使置换过滤芯（61）内部反向清洗、叠片过滤单元（63）正向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路（14）和出水管路（13）引出；

单列外部清洗状态下，原海水从进水管路（12）进入预处理罐（1），所述控制装置（2）控制预处理罐（1）和置换过滤器（6）协作，使部分置换过滤器（6）处于正常运行状态，剩余部分的置换过滤器（6）中的布水机构一（651）和布水机构二（653）均不布水，通过出水管路（13）将正常运行状态的置换过滤器（6）得到的处理水返送至剩余部分置换过滤器（6）所在的独立水室，处理水对依次对叠片过滤单元（63）和置换过滤芯（61）内部反向清洗，被清洗下来的杂质最终从水室排污管路（14）引出；

布水管路（65）的排污状态，原海水从进水管路（12）进入布水管路（65），布水管路（65）中流动的原海水驱动布水机构一（651）和布水机构二（653）的布水清洁刮板（6514）对内部的布水前置滤网（6511）进行清洗，被清洗下来的杂质最终从排污室管路（15）引出预处理罐（1）。