低温地热(温泉)水冷热联供工艺系统——水处理工艺(一)

栏目:技术创新 发布时间:2022-10-27
温泉原水处理工艺

编者按:地热(温泉)资源是一种具有“热、矿、水”三种特殊自然属性和康养价值的综合性矿产资源,不仅可以作为温泉泡浴,而且可以作为清洁能源用于发电、房屋供暖、温室大棚,还可以作为清洁水源用于农业灌溉、水产养殖以及利用其矿物特性进行康疗衍生品开发等,具有较高的经济价值。自现代温泉产业发展以来,北方区域化注重“热”解决民生供暖,南方则注重“水”开发洗浴产品,其属性应用较为单一。因此,以“康养”为主轴,推动温泉产业转型发展,将其康养价值与一二产业联动,实施综合利用延展温泉康养的前后端产业,构建温泉康养生态圈和业态成为必然。

华捷地热是一家专业地热(温泉)综合开发利用全产业链创新型科技企业,业务链条涵盖地热(温泉)综合开发利用的“工艺研究、设计建造、工程运维、设备智造”全过程。为科学合理的展开地热(温泉)资源综合开发利用,在目前地热水处理、供暖、回灌等新技术支撑下,提出了地热水综合利用工艺流程,即“中低温地热(温泉)资源——水冷热联供工艺系统”。其工艺以给排水为主、辅以暖通、水处理、智能化等工艺,根据不同应用领域对地热水的不同需求以及地热水的水温、水质、水量情况,可进行区域化供暖采暖、制冷、生活热水生产供给、温泉泡浴、泥疗、温泉附加产品生产、温泉种养殖等应用,响应了“双碳目标”,促进了健康中国,实现了“一水多用、一能多用”,提高了地热温泉水的吨水效益。

“中低温地热(温泉)资源——水冷热联供工艺系统”中的“水处理工艺”涉及温泉原水处理、循环水处理、尾水处理等环节,本文就温泉原水的处理工艺进行梳理和分析,为地热水的综合开发利用工作提供参考和借鉴。

 

温泉原水的不同水质(硫磺型、碳酸型、氯化钠型)和温泉原水的腐蚀性、结垢趋势,需分别对原水采取不同的水处理工艺:

旋流除砂工艺:利用旋流除砂工艺初步去除原水中的泥沙;

阴阳离子交换工艺:利用阴阳离子处理工艺降低原水中的盐度、腐蚀性和结垢趋势;

除铁工艺:利用除铁处理工艺去除水中三价铁,保证温泉水的优良品质和视觉感官;

中压紫外线工艺:采用中压紫外线处理工艺对温泉水进行杀菌、消毒(菌类、藻类);

电子水处理工艺:温泉供水管沿程安装电子水处理仪(500m/个),利用高频振荡工艺,阻止温泉水在运输过程中的结垢趋势。

 

NaCl型温泉原水处理工艺】

NaCl型温泉水是我们常见的一种温泉原水类型,是以Na+和Cl-离子为主,其它阴阳离子共存的温泉原水,且具有腐蚀性的特点。以下以锦绣海湾温泉度假城项目进行详细说明:

(水质情况)

1. 工艺流程

温泉原水通过井控装置进入旋流除沙器,由于砂、水密度不同,在离心力、向心浮力及流体力的作用下,因受力不同,从而使密度低的清水上升,由溢流口流出,密度大的砂砾由底部排砂口排出,从而达到除砂,使水质变清澈的目的。

经除砂后的温泉原水中,铁、锰含量仍然超标,水中铁离子含量超过0.3mg/l时,会出现褐色浑浊现象,锰离子含量超过0.1mg/l时,水中会散发出令人不快的味道,为处理铁、锰离子,采用添加氧化剂的方式,降低其含量。

因该温泉水中含有对人体有益的氡元素,故不采用曝气氧化铁、锰的方法,采用氧化剂氧化水中的二价铁离子与二价锰离子的工艺,保留有益的氡元素;

经氧化后的铁、锰离子会生成氢氧化铁沉淀和二氧化锰沉淀,在此采用锰砂过滤器,可进一步通过锰砂的氧化性对铁、锰离子进行进一步氧化,实行二级氧化,彻底降低铁、锰离子含量,滤除水中的沉淀物质,提高温泉水清澈度;

该温泉水在高温情况下会发生结垢和腐蚀,且原水中阴阳离子含量都较高,故设立混合离子交换器,同时减少水中的钙、镁离子以及硫酸根、碳酸氢根、氯离子的含量,以防止高温温泉水的结垢和对设备及管材的腐蚀。

(工艺流程)

1. 工艺特点

取消了传统的曝气氧化除铁、锰工艺,采用氧化剂氧化水中的二价铁离子与二价锰离子的工艺,保留有益的氡元素;

管道采用耐高温,耐腐蚀的玻璃钢管道,其理论上最高可承受温度为130℃;

水处理设备均采用可承受140℃高温的特殊材质制造,如锰砂过滤器及混合离子交换器的外壳材质采用碳钢衬胶定制,保证正常工作。

采用了两级的氧化,使温泉水中的二价铁、锰离子能够彻底处理,并且运用了混合离子交换器对水中的钙、镁离子以及硫酸根、碳酸氢根和氯离子进行处理,可有效防止结垢以及温泉原水对于设备及管道的腐蚀。

 

【硫酸-碳酸钙镁型温泉原水处理工艺】

其水质因含有大量的钙、镁离子以及硫酸根、碳酸氢根,故极易结垢,对于水处理设备及管材的要求也非常高。以下以石阡城南温泉项目水质为例:

(水质检测报告)

1.防垢、除垢方法

本项目采用纯物理方法,即在管道上安装电子水处理仪,防止温泉水管道发生结垢现象。此方法可广泛用于锅炉、中央空调、换热设备、循环水系统、工业通用水处理设备等,对物理性、生物性、化学性的垢类均有明显的预防和清除效果。一套电子水处理仪设备可满足温泉管网体系约500米长度管道内温泉水的除垢防垢。

2.工艺特点

除垢效果明显。处理后的水垢呈颗粒状,可随排污管路排出,不会堵塞管路系统。旧垢脱落以后,在一定范围内不再产生新垢。

安装简单,可无人值守,减少人力成本及运行费用。

无需添加化学药物,不改变水质。

不腐蚀设备,可延长伺服设备的使用寿命。