200T/H (4组单阀双罐分别再生、连续产水)

本项目是安徽某矿业软化水装置。与使用方技术沟通目前生活用水量最大为200t/h，为此我公司推荐最经济的方案是：4组单阀双罐系统，单套产水量为50t/h，四组同时产水200t/h，原水硬度偏高系统工艺才用逆流再生浮动床工艺，此工艺再生充分、产水周期长，盐耗低，操作简单维护、占地面积小，对于高硬度的水质单级床一次处理即可达标，因原水铁离子超标，需要增加一套除铁锰装置，采用自动正反冲洗。

1、软化器类型的选择

水质硬度组成成分的钙离子、镁离子，与离子交换剂中的钠离子（或氢离子）进行交换，水中的钙、镁离子为钠离子（或氢离子）所取代，从而获得水质软化的效果。由于氢离子交换可在水质软化的同时获得水质脱碱或部分水质除盐的效果，经氢离子交换后产生的的水中生成各种无酸类，出水需进行中和，为了避免出水进行中和处理及进水碱度较低等特点，采用钠离子交换器对水质进行软化处理，其基本原理如下：

2RNa+CaX2→R2Ca+2NaX

2RNa+MgX2→R2Mg+2NaX

再生原理：

2RCa+2NaCl→RNa+2CaCl

2RMg+2NaCl→RNa+2MgCl

2、软化床型的选择

（1）当进水的硬度为20mmol/L时，采用逆流再生浮动床。（2）当原水硬度为8mmoL/L时采用固定床顺流再生。水质硬度很高，降低后期使用成本，建议采用逆流再生浮动床工艺。当树脂吸附一定量的钙、镁离子之后，达到饱和交换容量就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的饱和盐水浸泡、冲洗树脂层，把树脂中的钙、镁离子再置换出来，并随再生液排出罐外，树脂恢复交换能力。

根据进出水水质，用水水量以及出水水质等条件，我公司采用最经济适用，运行成本低廉，产水稳定的钠离子浮动逆流再生软水器进行软化处理。运行方式采用单阀双罐系统，单套设备由2个离子交换罐及1台集成控制阀组成，以流量控制再生周期。设备单套出力50吨/小时，本系统采用4组单阀双罐软化水设备，本系统完全满足生产用水的最高峰用水量。软化系统自动运行，每个软化罐的运行状态依次为：再生、慢洗、正洗、软化等几个工艺过程。

再生：即将盐水注入树脂罐体的过程，全自动的设备是采用内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果更好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。 　　

慢洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全暴露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部吸入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要10～15分钟左右。 　　

正洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为10～15分钟。

软化：原水经过控制阀进入树脂罐底部，水流向上托起树脂层经上布水器，再通过控制器流出，从而水被软化。 　　

3.2该软化水设备具有以下特点：

优点： 1.控制方式： 流量/时间双模式可选。

2.停水停电记忆功能，工作状态电子液晶显示。

3.具备水表功能。

4.盐耗相对固定床降低一半，经济节能。

5.高硬度的水质一次处理达标，去除硬度更彻底。

6.树脂罐体采用国内优质玻璃钢罐体，内衬pe经久耐用。

7.交换树脂采用国内大厂家树脂，安全放心，质量可靠。

8.操作简单易维护，占地面积小。

3、除铁锰装置方案简介

3.1、工作原理

除铁锰装置的工作原理：利用氧化方法将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸尘过滤去除，达到降低水中铁锰含量的目地。滤料采用精制石英砂和精制锰砂。精制锰砂的主要成分是二氧化锰(MnO2)它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。精制锰砂中的MnO2的含量很高，其除铁效果非常理想，含铁锰地下水的PH值大于5.5与精制锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+，最后生成Fe(OH)3沉淀物经精制锰砂滤层后被去除。所以精制锰砂层起着催化和过滤的双层作用。

锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在精制锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，使能起催化作用。活性滤膜是由R型羟氢化铁R―FeO(OH)所构成，它能与Fe2+进行离子交换反应，并置换出等当量的氢离子。

Fe2+ +FeO(OH)=FeO(OFe) + +2H+

结合到化合物中二价铁，能迅速地进行氧化和水解反应，又重新生成羟其氧化铁，使催化物质得到再生。

Fe0(OFe)+ +O2 +H2O=2FeO(OH)+H+

新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。

3.2、运行过程
①.曝气
根据水质情况采用深井水余压射流曝气或压缩空气曝气等方式，管道混合溶氧，稳定可靠。曝气法一方面是增加水中的溶解氧；二是驱除CO2，以提高水的PH值，使二价铁氧化成三价铁沉淀，然后再经过滤。
②.接触氧化
滤料采用天然锰砂滤料，其具有催化和过滤双层作用。
天然锰砂的主要成分是二氧化锰（Mno2）它是将Fe2+氧化成Fe3＋的良好催化 剂。

当含铁地下水的PH值＞5.5时，与天然锰砂接触即可将Fe2＋氧化成Fe3＋，反应如下：
a.4MnO2+3O2=2Mn2O7

b.Mn2O7+6Fe2++3H2O=2MnO2+6Fe3++6OH-
生成的Fe3+立即被水解成絮状氢

氧化铁沉淀：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

③.吸附过滤
a.经锰砂滤层后去除Fe3＋形成的絮凝体（Fe(OH)3沉淀物）；
b.将大部分尚未氧化的Fe2+催化氧化作用和羟基氧化的离子交换作用，以便除铁。锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，能起催化作用。新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程，所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。锰的去除原理同二价铁的去除方法相同。
④.反洗
系统采用自动控制，定期对锰砂进行反洗，以去除可能截流的悬浮物等杂质，同时松动锰砂和垫层。由于过滤器内设反冲洗装置，不需配备反冲洗水泵。

3.3、系统结构特点

除铁锰装置由本体、引射曝气装置、控制系统、管网系统组成。本设备采用国际上最新技术“活性生物膜接触氧化法”对水进行除铁除锰。含铁锰下水经曝气后，水中铁离子开始氧化，当水流经锰砂、滤层过滤时，由于滤料的化学作用及滤料表面的铁(锰)细菌(多芽胞锈菌属、含铁嘉氏铁杆菌，单细胞铁细菌及锈色披毛菌等)的生物化学作用。在滤料层中开始发生生物化学反应，接触氧化反应及物理的截留吸附作用，可大大加快水中铁、锰的氧化，固着和去除。尤其在处理微污染含铁、锰地下水的过程中，铁(锰)细菌不仅能有效去除铁锰，同时能以水中的氨氮为营养源，进行生殖代替，在其他细菌的参与下，同时达到除铁除猛和去除氨氮的效果。处理后水中含铁量小于0.3Mg/L.

3.4、运行特点

1.本装置可安装在室内或室外。

2.本装置应放在水平的混凝土基础上，基础应稳固，防止均匀沉陷。

3.反冲废水管、溢水管和放空管等应接到排水沟。

4.曝气装置设在平地面上，安装前均应检查该机是否破损或其它缺陷。

5.安装滤料前，应先在设备内装水1/3-1/2，然后按粒径级配要求分层平铺，滤料装入后，应进行清洗，水流由下向上，直至出水澄清。

6.除铁装置开始运行，首先关闭反冲进水阀和废水阀，启动进水泵进行，并立即开启进水阀，调节进水流量和出水闸阀保持进出水平衡。

7.反冲洗前，先关闭进水阀和出水阀，随即停泵。