海绵铁过滤式除氧器：工艺原理深度剖析与优势特点详解

海绵铁过滤式除氧器作为一种高效的水质除氧设备，其工艺设计围绕 “化学反应 + 物理过滤” 的协同作用展开，同时具备多方面优势特点，使其在众多除氧方案中脱颖而出。以下将从工艺原理的详细流程和核心优势特点两方面进行深度解析。

一、海绵铁过滤式除氧器的工艺原理(详细流程)

海绵铁过滤式除氧器的工艺过程是一个 “进水预处理→氧化还原反应→过滤吸附→出水保障→再生维护” 的闭环系统，每个环节紧密衔接，确保除氧效果稳定可靠，具体流程如下：

1. 进水预处理环节：奠定反应基础

在含溶解氧的原水进入海绵铁滤层前，需先经过预处理(若原水悬浮物含量较高)，通常采用石英砂过滤或多介质过滤。该环节的核心作用是去除原水中的悬浮颗粒(如泥沙、胶体、藻类等)，将进水悬浮物含量控制在 5mg/L 以下。若不进行预处理，悬浮杂质会堵塞海绵铁的多孔结构，阻碍水与海绵铁的充分接触，不仅降低除氧效率，还会缩短海绵铁的使用寿命，增加再生频率。预处理后的水质更洁净，为后续的氧化还原反应创造良好条件。

2. 氧化还原反应环节：核心除氧过程

预处理后的水进入装有海绵铁滤料的反应罐，此时工艺的核心 —— 氧化还原反应正式启动。海绵铁滤料的多孔结构(孔隙率 80%-90%)使其拥有极大的比表面积，每立方米海绵铁的比表面积可达 1000㎡以上，能与水流充分接触。

第一步反应：水中的溶解氧与海绵铁(Fe)在水的参与下发生反应，生成氢氧化亚铁(Fe (OH)₂)，反应式为2Fe + 2H₂O + O₂ = 2Fe(OH)₂。这一步是直接去除溶解氧的关键，海绵铁的强还原性确保氧气被快速消耗，该反应在常温下即可高效进行，无需额外加热，降低能耗。

第二步反应：生成的氢氧化亚铁(Fe (OH)₂)稳定性差，在水中会进一步与残留的氧气反应，生成氢氧化铁(Fe (OH)₃)，反应式为4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃。氢氧化铁是一种絮状沉淀，为后续的过滤吸附环节提供了物质基础。

3. 过滤吸附环节：强化水质净化

在氧化还原反应进行的同时，海绵铁滤层还发挥着过滤和吸附的双重作用，形成 “反应 + 净化” 的协同效果：

过滤作用：海绵铁颗粒本身构成滤层，水流通过时，未完全反应的海绵铁颗粒可拦截水中残留的微小悬浮杂质;同时，生成的氢氧化铁絮状物会附着在海绵铁颗粒表面，形成 “滤膜”，进一步阻挡杂质通过，使出水悬浮物含量大幅降低(通常可降至 1mg/L 以下)。

吸附作用：氢氧化铁絮状物具有较强的吸附能力，可吸附水中的重金属离子(如 Pb²⁺、Cu²⁺)、有机物等污染物，同时吸附水中的部分色素，改善出水的感官性状。此外，滤层的设计(通常采用多层滤料或合理的滤速控制，滤速一般为 5-10m/h)延长了水与海绵铁的接触时间(通常为 10-20 分钟)，确保溶解氧充分反应，最终出水含氧量可稳定控制在 0.05mg/L 以下，远低于工业用水的标准要求(一般工业锅炉给水含氧量要求≤0.1mg/L)。

4. 出水与监测环节：保障水质稳定

经过过滤吸附后的水，通过反应罐底部的集水装置流出，成为合格的除氧水，可直接输送至锅炉、循环水系统等用水点。为确保出水水质始终达标，工艺中通常配备在线监测系统，实时检测出水的含氧量、pH 值、悬浮物含量等关键指标。若监测到某项指标超标(如含氧量超过 0.05mg/L)，系统会自动发出预警，提示操作人员进行检查(如是否需要再生、滤料是否失效等)，实现水质的实时管控，避免不合格水进入后续系统造成损害。

5. 再生维护环节：延长设备寿命

随着工艺运行时间的增加(通常连续运行 1-3 天)，海绵铁表面会被氢氧化铁沉淀、吸附的杂质等覆盖，导致其多孔结构堵塞、还原性降低，除氧效率下降。此时需启动再生工艺，具体流程为：

反冲洗：通过反向通入清水(反冲洗强度一般为 10-15L/(m²・s))或压缩空气(气洗强度一般为 20-30L/(m²・s))，冲洗海绵铁滤层。反冲洗的水流或气流会产生扰动，将附着在海绵铁表面的氢氧化铁沉淀、杂质等剥离，随冲洗水排出设备外部。

正洗：反冲洗结束后，再正向通入清水冲洗滤层，去除残留的杂质和剥离物，使滤层恢复平整，确保后续运行时水流分布均匀。

整个再生过程无需添加任何化学药剂，仅消耗少量清水和电能，操作可通过自动化控制系统完成(设定再生周期或根据出水指标自动触发)，无需专人值守，且再生后海绵铁的活性可恢复至初始状态，其使用寿命可达 3-5 年，大幅降低了滤料更换成本。

二、海绵铁过滤式除氧器的优势特点(核心竞争力)

相较于传统的热力除氧、化学药剂除氧等方式，海绵铁过滤式除氧器在成本、效率、操作、环保等多方面展现出显著优势，具体特点如下：

1. 运行成本极低，经济性突出

这是海绵铁除氧器最核心的优势之一，主要体现在三个方面：

能耗低：无需像热力除氧那样消耗大量蒸汽(热力除氧需将水加热至 104℃以上，能耗占锅炉总能耗的 5%-10%)，也无需像化学除氧那样持续投加除氧药剂(如亚硫酸钠、联氨等)，仅在再生时消耗少量清水和电能，运行能耗仅为热力除氧的 1/10-1/5。

滤料寿命长：海绵铁滤料使用寿命可达 3-5 年，远长于化学除氧药剂的消耗周期(需每日或定期投加)，且滤料更换成本较低(每立方米海绵铁价格远低于长期药剂采购费用)。

维护成本低：再生过程自动化程度高，无需人工频繁操作;设备结构简单，易损部件少(主要为阀门、水泵等，故障率低)，年度维护费用仅为传统除氧方式的 1/3-1/2，长期使用经济性显著。

2. 除氧效率高，水质适应性强

除氧效果稳定：通过 “反应 + 过滤” 的协同作用，除氧效率可达 95% 以上，出水含氧量稳定控制在 0.05mg/L 以下，满足各类工业用水(如锅炉给水、循环冷却水)的严格要求，甚至可用于对含氧量要求较高的食品加工用水预处理。

适应水质范围广：可处理进水含氧量为 0.5mg/L-10mg/L 的原水(涵盖地下水、地表水、工业循环水补充水等常见水源的含氧量范围);同时对进水 pH 值的适应范围较宽(pH 值 6.5-8.5 均可正常运行)，无需频繁调节水质酸碱度，适用于不同地区、不同水质条件的场景。

3. 操作简便，自动化程度高

无需专人值守：设备配备完善的自动化控制系统，可实现进水、反应、过滤、出水、再生的全程自动控制(如设定再生周期、根据出水含氧量自动触发再生、故障自动报警等)，操作人员仅需定期巡检即可，大幅减少人工成本。

启停灵活：设备启动时无需预热(不同于热力除氧需提前加热)，停机后重启方便，适用于间歇性用水场景(如中小型锅炉的间歇性运行、季节性采暖锅炉的冬季启用)，操作便捷性远超传统除氧设备。

4. 环保无污染，符合绿色发展要求

无化学残留：无需投加化学除氧药剂，避免了药剂残留对后续用水系统的影响(如化学药剂可能导致锅炉水垢成分变化、影响蒸汽品质，或对食品饮料用水造成污染)，也避免了药剂废水对环境的排放污染。

再生废水易处理：再生过程中产生的冲洗废水主要含有氢氧化铁沉淀和少量悬浮杂质，不含有毒有害物质，经简单沉淀过滤后即可回用(如用于厂区绿化、地面冲洗)或达标排放，无二次污染，符合国家环保政策要求(如《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002)。

5. 设备体积小，安装灵活

海绵铁除氧器的反应罐采用高效滤料设计，单位体积滤料的除氧能力强(每立方米海绵铁每小时可处理 5-10m³ 含氧量 5mg/L 的原水)，因此设备整体体积较小(相较于同等处理量的热力除氧器，体积可减少 1/2-2/3)。

安装场景灵活：可安装在室内或室外(需做好防雨防晒)，无需专门建造大型机房;设备接口标准化，可方便接入现有供水系统(如锅炉给水管道、循环水补充水管路)，改造难度低，适用于新建项目和老旧系统改造项目。

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海绵铁过滤式除氧器工艺原理及优势特点就为大家讲解到这里啦。如果您想要了解更多软化水设备、除氧器，加药装置、定压补水装置，反渗透设备、污水处理设备等，欢迎关注北京中天恒远官方网站。我们将持续更新专业的技术文章，希望对您有所帮助。