温泉水处理项目工艺说明书

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CaCO3+2Na-R=Ca-2R+Na2CO3 Ca(HCO3)2+2Na-R=Ca-2R+2NaHCO3 MgCO3+2Na-R=Mg-2R+Na2CO3 Mg(HCO3)2+2Na-R=Mg-2R+2NaHCO3 注:R 为树脂交换基 加药法 向水中加入专用的阻垢剂,可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性, 从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方 法的特点是:一次性投入较少,适应性广;但水量软大时运行成本偏高,由 于加入了化学物质,所以水的应用受到很大限制,一般情况下不能应用于饮 用、食品加工等方面。在民用领域中也很少应用。 电磁法 采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性,从而改变碳酸钙 (碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是: 设备投资小,安装方便,运行费用低;但是效果不够稳定性,没有统一的衡 量标准,而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能,所以处 理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环
冷却水的处理,不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备 的机理并未得到真正的理论证实)。 膜分离法
纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而从根本上 降低水的硬度。这种方法的特点是,效果明显而稳定,处理后的水适用范围 广;但是对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。一般较少用 多用于专门的软化处理。 (二)全自动软水器 1、概述

含铁(锰)的地下水经冲气或加入氧化剂后,水中铁(锰)离子开始氧 化,当水流经锰砂滤层时,在滤层中发生接触氧化反应及滤料表面生物化学 作用和物理截留吸附作用,使水中铁(锰)离子沉淀去除。尤其是在处理微 污染含锰地下水的过程中,铁细菌不仅能有效地去除铁锰,同时还能以水中 氨为营养源,进行新陈代谢,在其他细菌参与下,同时达到去氨氮的效果。
水的硬度主要由其中的阳离子:钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。 当含有 硬度的原水通过交换器的树脂层时,水中的钙、镁离子被树脂吸附,同时释
放出钠离子,这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水,当树脂吸 附钙、镁离子达到一定的饱和度后,出水的硬度增大,此时软水器会按照预 定的程序自动进行失效树脂的再生工作,利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水) 通过树脂,使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。
水、除盐水设备的预处理。该设备采用了曝气氧化,锰砂催化、吸附、过滤
的除铁除锰原理,利用曝气装置将空气中的氧气溶于水中,进而将水中 Fe2+ 和 Mn2+氧化成不溶于水的 Fe3+和 MnO2,再结合天然锰砂的催化、吸附、过滤 将水中铁锰离子去除。
铁锰氧化反应式如下:
铁氧化:空气: 4Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3 锰砂 MnO·Mn2O7+4Fe2++2O2+6H2O=3MnO2 +4Fe(OH)3 ; 锰氧化:Mn2++O2=MnO2, 锰砂 Mn2++MnO2·H2O= MnO2·MnOH2O+2H+ (二)工作原理
1.6 温泉水预处理工艺
我司根据现有资料,结合国内外的相关最新技术和研究成果及多年来做 的温泉水处理工程,特提出如下处理工艺:
地下深井
深井泵
沉砂池/中间水池 工作泵
锰砂过滤器
石英砂过滤器
活性炭过滤器
盐箱
全自动软水器
二氧化氯消毒
处理后出水
工艺流程图
储水池
1.6.1 工艺简述
在提升泵的作用下,将地下水泵入中间水池,通过工作泵,原水首先进 入锰砂过滤器进行除铁锰处理;原水接着进入石英砂过滤器和活性炭过滤器 再进入全自动软水器,将水中的总硬度降低;再通过二氧化氯发生器将处理 之后的水进行消毒处理,出水作为温泉用水,同时可将处理后的水暂存于储
铁氧化: 空气:4 Fe2+ +3O2 +6H2O=4Fe(OH)3 锰砂: MnO·Mn2O7+4 Fe2++2O2+6H2O=3 MnO2+4Fe(OH)3 锰氧化: Mn2++ O2= MnO2 锰砂 Mn2++ MnO2·H2O= MnO2·MnOH2O+2H+ 经过曝气使二价铁、锰被氧化成高价铁离子,形成不溶于水的氢氧化物, 再通过过滤装置去除,最后经消毒达到国家饮用水的标准。采用溶氧曝气、 天然锰砂为催化剂的接触氧化法除铁除锰工艺可以有效去除原水中的鉄、锰 杂质,采用的优质天然锰砂具有化学性质稳定、比表面积大、氧化及催化能 力强。过滤前先进行曝气,降低鉄锰的化合价,并除去多余的二氧化碳,增 加曝气效率。地下水中的低价铁、锰通过曝气加入氧气、在天然锰砂催化剂 的作用下与氧气发生化学反应形成沉淀物,累积在锰砂上覆盖的沉淀物通过 反冲洗去除。 水中的硬度主要由钙镁离子形成及表示,故一般采用阳离子交换树脂(软 水器),将水中的 Ca2+,Mg2+(形成水垢的主要成分)置换出来,随着树脂 内 Ca2+,Mg2+的增加,树脂去除 Ca2+,Mg2+的效能逐渐降低。当树脂洗手一 定量的钙镁离子之后,就必须进行再生,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲
利用多介质滤料的截留、滤除作用,去除大粒径的杂质颗粒、胶体和悬 浮物,具有低成本、操作维护及管理方便等特点。常见采用石英砂、无烟煤 滤料、锰砂、AFM、活性炭等,滤速高,截污能力大,过滤周期长,罐体有 玻璃钢、碳钢、不锈钢多种材质,可配多路阀或电动、气动、水动阀配 PLC 控制,分别适用于中小流量及大流量情况,可实现自动和手动双重控制。最 高过滤精度可达 5 微米。
1.3 设计原则
1.3.1 依据业主的要求及场地的考量,按照国家相关部门规范及设计要 求,合理进行本工程的设计与投资规模预算。
1.3.2 严格执行国家关于环境保护的政策和基本建设法规,符合国家和地 方的有关法规、标准和规定。
1.3.3 采用成熟可靠、高效的预处理工艺。力求工艺合理规范、设备运行 稳定、操作管理方便、投资成本合理、使用安全可靠。
全自动软水器是根据国家行业标准,结合大量成功的工程实践经验,研 制出的一种绿色环保、经济、安全的全新软水处理系统方法。以终端用户要 求为设计原则,结合原水预处理,水质监测调配系统,选择适配设备组成全 自动钠离子交换软水系统。彻底解决了用户以往单独使用软水器所造成的运 行费用高、设备故障频繁、出水水质不合格、水质与用户需求不匹配等众多 问题。 2、工作原理
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 磷酸盐软水法
对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离 子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。 此法不适合于饮用水的软化。 离子交换法
沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水 中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换 剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复 使用,故此法是既经济又先进的软水法。
温泉水软化及除铁锰处理
说 明 书
1.1 工程概况
本项目设计处理水量 300t/d,经检测该地下温泉水铁、锰离子超标,水 中总硬度较高,水质较为浑浊,有汽油味及咸味,需要进行温泉水除锰除铁 及软化处理。
1.2 设计依据
《生活饮用水水质标准》(GB5749-2006) 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002; 《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2006; 《简明建筑设备手册》; 《给水排水常用数据手册》 第二版; 《建筑给水排水设计手册》; 《建筑给水排水和热水供应设计规范》; 《给水排水国家建筑标准设计图集》; 《设备及管道保温技术通则》GB4272-84;
(三)若地下水中含铁、锰较高时,即铁大于 10mg/l、锰大于 2mg/l 时, 宜采用曝气――双级除铁除锰过滤。考虑本项目实际原水水质,本设计采用 射流曝气—双级除铁除锰过滤。
工艺流程应为:地下水→深井泵→曝气装置→水箱→过滤泵→一级除铁 除锰装置→二级除铁除锰装置→蓄水池→用水单位 1.5.2 软化水 (一)目前国内常用的软化水方法介绍 纳米晶 TAC 软水法
进水 出水 去除率(%)
0.35 ≤0.31 ≥11.43
0.12 ≤0.11 ≥8.33
6 ≤2 ≥66.67
5500 ≤5000 ≥9.09
少量沉淀物 无 --
全自动软 水器
进水 出水 去除率(%)
0.31 ≤0.3 ≥3.23
水力控制阀利用水流的动能驱动两组涡轮分别带动两组齿轮推动水表盘 和控制盘的旋转。水表盘累计通过的流量,控制盘则将原水压力信号通过一 组孔道引入一组阀室,在转动的同时按设定规律打开或关闭压力孔道,从而 实现集成在一体的一组阀门的自动切换。
QC-RST 系列软水器由两个树脂罐(主罐和副罐)水力控制阀、盐箱三 部分组成,控制阀控制水路在主罐和副罐之间切换,确保总有一个罐处于工 作状态,而另一个罐处于再生或备用状态,再生盐液靠阀内装设的文丘里喷 射器负压吸入,再生及清洗用水是另一个罐的软化出水。对于不同的原水硬 度配用不同号码的水表盘以达到对应的工作和再生周期。
水池。 过滤罐内放置锰砂滤料,锰砂滤料直径范围 Φ0.5mm~1.2mm,能有效
去除温泉水中的铁锰离子,使温泉水达到使用标准(铁离子≤0.3mg/L,锰离 子≤0.1mg/L)。
1.6.2 工艺原理
利用空气中氧气将水中 Fe2+和 Mn2+氧化成不溶于水的 Fe3+和 MnO2,采 用曝气氧化、锰砂催化、吸附、过滤的除铁除锰原理,利用曝气装置将空气 中的氧气将水中 Fe2+和 Mn2+氧化成不溶于水的 Fe3+和 MnO2,再结合天然锰 砂的催化、吸附、过滤将水中铁锰离子去除。铁锰氧化反应式如下:
0.17 ≤0.15 ≥11.76
15 ≤12 ≥20
6421 ≤6000 ≥6.56
少量沉淀物 少量沉淀物 --
进水
16
除铁锰过 滤器


≤0.35
去除率(%) ≥97.81
0.15 ≤0.12 ≥20
12 ≤6 ≥50
6000 ≤5500 ≥8.33
少量沉淀物 较少量沉淀 物
--
石英砂过 滤器、活 性炭过滤 器
1.3.4 设备及材料的选型尽量采用国产一线品牌优质设备,部分关键设备 采用进口设备。
1.3.5 选择技术先进、高效节能,简便易行的预处理工艺,为工程方案的 尽早实施创造良好的条件;充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济 效益。
1.4 设计进出水水质情况
根据业主提供的相关原水水质检测报告,原水主要水质指标如下表所示:
即 Template Asisted Crystallization(模块辅助结晶),利用纳米晶产生的 高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻 止游离离子生成水垢。 石灰苏打法
先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁 离子便沉淀析出。
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

总硬度(以 CaCO3
总铁(mg/L) 锰(mg/L) 浊度(NTU)
肉眼可见物

计,mg/L)

17.9
0.17
15

6421
少量沉淀物
根据业主要求,温泉水处理出水要求为:除铁锰以及软化处理;处理之
后出水无肉眼可见物;出水无汽油味儿及咸味。
根据国家目前相关资料显示,国家尚无温泉水处理水质标准,由此本设
洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就
又恢复了软化交换功能。一般控制阀的运行流程为:运行、反洗、吸盐、慢
洗、盐箱补水、正洗。
1.7 主要工艺环节理论去除率
主要工艺环节理论去除率一览表
工艺环节 指 标
总铁

浊度
总硬度
肉眼可见物
中间水池/ 沉砂池
进水 出水 去除率(%)
17.9 ≤16 ≥10.6
计出水拟按照《生活饮用水水质标准》(GB5749-2006)标准执行。具体出 水水质指标见下表:
总硬度(以 CaCO3
指 标 总铁(mg/L) 锰(mg/L) 浊度(NTU)
肉眼可见物
计,mg/L)
出 水 ≤0.3
≤0.1
≤1
≤450

1.5 主要处理工艺介绍
1.5.1 除铁锰
(一)概述
除铁除锰过滤器主要适用于高铁高锰地区的地下水除铁除锰,工业软化
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