封闭式曝气接触氧化法地热水处理新技术.pdf

封闭式曝气接触氧化法地热水处理新技术 刘峰彪， 陈谦， 杨晓松 （北京矿冶研究总院， 北京 “ “ “ ） 摘要结合工程实例， 介绍封闭式曝气接触氧化处理地热水新技术， 分析地热水处理中的影响因素。结果表明 封闭式曝 气接触氧化工艺与传统工艺相比， 工程造价低 “ ， 运行费用低 ， 日常维护费低 “ ， 占地面积减少 异味， 从而满足地热水作为游泳、 桑拿、 洗浴、 采暖等多种用水水质要求。 ’ 地热水及其应用概况 地热水是取自地下深层断裂带、 温度较高的一 种地热资源。其富含热能和多种矿物质， 得到广泛 应用， 利用其天然热源供暖， 作为水资源供洗浴、 医 疗、 泳池使用， 制造矿泉水等。地热水水质分析见表 ’。如何更加有效、 综合地利用地热水， 避免单链利 用造成浪费， 已成为我国地热水资源可持续发展的 关键。 表地热水水质分析 ““ “ “ ““ “ “ , A 7 ’ B C R C A *，L C ’ 6 7 I G I S““ 万方数据 除上述因素外， 有机物、 温度等对地热水除铁也 有较大影响。研究发现， 地热水中有机物含量很低， 化学耗氧量一般都在 “ “ ， 水质明显不同于一般 的地下水 （水质成分见表*） 。 （）工艺流程长， 系统开放， 温降大 （一般温度 降低） 设备占地面积大。地热水的用途大部分作 为商业的洗浴、 桑拿、 泳池的水源或是小区和写字楼 的供暖和洗浴， 要求水处理间占地不能过大。 （）曝气反应时间过长， 一般反应时间需要 7以上。因为地热井的出水量不大， 一般在 ; ／ /之间， 设备连续运转， 要求氧化反应时间 尽可能短， 处理效率高。 综上所述， 传统地下水除铁技术不完全适合地 热水处理， 应开发适合于地热水特点的新工艺。 封闭式曝气接触氧化技术 封闭式曝气接触氧化技术是在传统曝气接触氧 化法基础上的改进， 其原理是通过空压机等方式向 钛管曝气装置中均匀通入空气， 空气中的氧气与水 充分混合， 原水中的二价铁被氧化成三价铁， 同时氧 化和驱散一部分 A气体， 再经锰砂过滤罐内滤料 （由优质天然锰砂级配而成） 吸附过滤。整个流程是 全封闭的， 无温降。氧化除铁的化学反应为 B 7 CDCEB 7 CB 7 C B 7 CB 7 CD 0 DD C E B 7 CD 0 DD C F 人工或天然锰砂是含有B 7 C 的材料， 在水中溶解 氧作用下转化为高价锰， 由高价锰将 0 D氧化为 0 D， 同时高价锰化合物重新还原为 B 7 C， 这种催 化过程使铁的氧化速度大大加快。 “ 典型工艺流程 空气压缩机 地热水“深井泵“水力旋流器“钛管曝气装置 供用水点供水泵水箱锰砂过滤器气水混合反应器 图地热水除铁的典型工艺流程 “的微孔， 空压机排入的空气经过微孔 后形成水雾状， 大大提高了气水混合效率。各种曝 气装置性能比较见表。 （）采用新型喷嘴式气水混合反应器， 极大地 缩短了反应时间。 使用体积小氧化效果好的喷嘴式气水混合反应 装置， 能够使空气和水充分反应。钛管曝气装置和 喷嘴式气水混合反应器配合使用相得益彰， 水体曝 气氧化反应充分， 效率高。 （）对锰砂进行催化处理和科学的七层级配， 提高氧化和吸附效果。 ** 第*期刘峰彪等 封闭式曝气接触氧化法地热水处理新技术 万方数据 （）采用全封闭式处理流程， 聚氨酯发泡保温， 基本上无温度损失。 表曝气装置性能 “ 6 7 6 重力式 需有机电设备、 增加维修工作量 莲蓬头及穿孔 管曝气 6 7 5 重力式 孔眼容易被铁 质沉淀所堵塞 钛管曝气 ; 6 7 ， 原水成分和净化水水质要求见 表9。 表地热水成分和净化水水质要求 “ 6 6F台 9 6 6 K F ; 6 6F台 ’ 曝气设备水箱曝气 ’ 6 6 K 9 6 6 6 F台 钛管曝气 F 6 K F ’ 6 6 F台 9 供气设备鼓风机’ ,9／, / - F台 空压机6 I ,9／, / - F台 气水混合反应器不需要 F I 6 , 9 F台 加压泵 6 , 9／ ，9 6 ,’台 不需要 5 除铁器 F ; 6 6 K 9 8 6 6’台 F ; 6 6 K 9 8 6 6’台 5 活性炭吸附器 F 5 6 6 K 9 8 6 6’台 不需要 8 流量计浮子流量计6 “ 6 ,9／ ’台 涡轮流量计6 “ 6 ,9／ ’台 ; 碟阀 L M ; 6’ 个L M ; 6F 个 ） ， 充分有效地 利用了地热资源。新工艺是符合国情的实用技术， 得到有关部门和专家的认可。通过竞标等方式已应 用封闭式曝气接触氧化工艺在团结湖元远温泉宾 馆、 北京矿业大学、 鹏润家园、 北京广播学院、 北京首 钢宝生带钢有限公司、 北京宏福苑小区、 全国人大机 关事务管理局小汤山基地、 北京机电研究院等F ’家 实施了地热水综合利用和处理工程， 效果很好， 用户 十分满意。 ’6F 有色金属第 卷 万方数据 表工程实施技术经济评价 “ 7水） 约 8约 7） 8 7） 7 9“ 7 处理后水质 EF／ （4 1D ; 7） “ 9， 偶尔有味“ 9，无味， 透明 矿物质损失不损失 结论 封闭式曝气接触氧化法除铁脱味技术是可行、 经济合理的实用工艺， 对传统工艺具有很大的改进 和完善， 具有净化效果好， 占地面积小， 温降低， 投资 省， 运行成本低等优点， 特别适合地热水的有效利用 和净化， 有广阔的应用前景。 参考文献 ［7］严煦世给水排水快速设计手册7（给水工程）［G］ 北京 中国建筑工业出版社，7 B B 封闭式曝气接触氧化法的研究 ［H］ 北京北京矿冶研究总院， 8 ’ B，6 7 ’7 8 8，, *） 0 4 . - 0 0 - 5* I I J * I “ 0 “ *5 “ * I * I “ * 4 - * * / 0 - , , 1 2，/ , - * “ / * , K 3 “ * , -, . / , J “ I “ * , -， J 3 J / I 35 * 0 K “ 4 L , . - 1 - I - 1L I , M / * J 0 - . - / - 1 . “ / * , I J , . * I I J * I “ 0 “ *5 “ * I * I “ * 4 - * “ I 3 J / J J 3 N * 0 “ L L / “ * , -, . - 5L I , / J J， - J * 4 - * J I 3 / 3 2 O，I - - - 1 / , J * J , 5 I 3 2 O，“ I “ , / / L 3 J 3 / I “ J 3 2 9 O，* 4 L I “ * I . “ J“ 7 “ - 3 6 “ * 2 , . L I . 35 “ * I J * * I “ - 3 . . / * 4 - * J “ I J “ 3，/ , 4 L “ I - 1 * , / , - - * , - “ L I , / J J 0 * / 0 - , , 1 2 “ 3 “ L * J * , . . / - * P * Q - 1“ - 3L I . 2 - 1, . * I I J * I “ 0 “ *5 “ * I，“ - 30 “ J I 4 “ I R “ . * I 5 - 3 .* I I J * I “ 0 “ *5 “ * I；/ , - * “ / * , K 3 “ * , -； / , J * I “ * 4 - * 入编 中国学术期刊（光盘版） 并加入 “中国期刊网” 与 “万方数据 数字化期刊群” 的声明 为了实现科技期刊编辑、 出版发行工作的数字化， 推进科技信息交流的网络化进程， 本刊入编 中国学术期刊（光盘版） 并加入 “中国期刊网” 与 “万方数据 数字化期刊群” 。作者若不同意论文进行数字化处理， 请在投稿时事先声明。本刊所付 稿酬已经包括上网服务和光盘版报酬。 97 第7期刘峰彪等 封闭式曝气接触氧化法地热水处理新技术 万方数据