海绵铁除氧器是一种基于氧化还原反应原理的水处理设备，采用具有特殊孔隙结构的海绵铁作为除氧介质，能够高效去除水体中的溶解氧，广泛应用于锅炉给水、工业循环水、热力系统等领域的除氧处理。

一、工作原理与反应机制

        海绵铁除氧器通过氧化还原化学反应实现除氧，其核心反应过程为：

1. 电子转移反应：Fe⁰ + O₂ →      Fe²⁺ + O²⁻

2. 二次氧化反应：4Fe²⁺ + O₂ + 2H₂O → 4Fe³⁺ + 4OH⁻

3. 沉淀生成：Fe³⁺ + 3OH⁻ →      Fe(OH)₃↓

        海绵铁（Fe⁰）作为还原剂，其多孔结构提供了巨大的比表面积（通常达50-100m²/g），使溶解氧（O₂）能够充分接触铁表面，加速氧化反应。反应生成的Fe(OH)₃沉淀可被后续过滤系统去除，而水中的溶解氧含量可降至0.05mg/L以下。

二、系统结构与设备组成

         典型的海绵铁除氧系统包含以下关键组件：

• 反应器主体：钢制容器，内装海绵铁滤料层，设计流速8-15m3/h；

• 预处理单元：包括机械过滤器、活性炭过滤器等，去除悬浮物和有机物；

• 后处理单元：精密过滤器（5-10μm）去除反应产物；

• 再生系统：反冲洗装置，定期恢复滤料活性；

• 控制系统：流量计、氧量监测仪和自动阀门组成的调控系统。

• 

         根据处理规模可分为：

1. 小型一体化设备：处理量＜10m³/h，紧凑设计

2. 中型模块化系统：10-50m³/h，多罐并联

3. 大型工业装置：＞50m³/h，自动化程度高

三、技术优势与性能特点

         海绵铁除氧技术具有多项显著优势：

1. 高效除氧：反应速度快，可在常温下将溶解氧降至0.05mg/L以下

2. 运行经济：无需加热，能耗仅为热力除氧的1/5-1/10

3. 操作简便：系统自动化程度高，维护工作量小

4. 安全可靠：无爆炸风险，不产生有害副产物

5. 双重功效：同时去除部分重金属离子和胶体物质

6. 适应性强：对水温、pH值波动有较好耐受性（pH 6-9均可运行）

四、关键运行参数控制

         为确保系统稳定运行，需严格控制以下参数：

五、应用领域与典型案例

         海绵铁除氧技术已成功应用于多个领域：

1. 电力行业：中小型锅炉给水处理，节省运行费用

2. 石油化工：循环冷却水系统除氧，延长设备使用寿命3-5年

3. 制药行业：纯化水制备系统，满足GMP严格要求

4. 食品饮料：工艺用水处理，保持产品品质稳定

5. 集中供热：热水管网氧腐蚀防护，减少维修次数60%

六、维护管理与滤料再生

         科学的维护管理是保证系统长期稳定运行的关键：

1. 日常监测：记录进出水氧量、压差等参数变化趋势

2. 定期反洗：采用气水联合反冲洗，强度8-12L/(s·m²)

3. 化学再生：每6-12个月用5-10%盐酸溶液浸泡恢复活性

4. 滤料补充：每年补充5-10%新滤料，保持反应效率

5. 系统消毒：定期用次氯酸钠溶液循环杀菌，防止生物污染

七、滤料更换标准：

• 压差持续＞0.15MPa且反洗无效

• 出水氧量＞0.1mg/L且无法通过再生恢复

• 累计运行时间达3-5年（视水质条件而定）

      海绵铁除氧器作为一种经济高效的化学除氧解决方案，其技术成熟度和可靠性已得到广泛验证。随着材料科学和自动化技术的发展，海绵铁除氧技术将在更广阔的领域展现其独特价值，为工业水处理提供更加绿色高效的除氧选择。