CN1315560C - 一种水处理活化床及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理活化床及其用途。该活化床包括按水流方向依次装填在床体内的如下结构：1.体积比为1∶1的活性炭纤维/合金纤维复合过滤层：活性炭纤维平均直径10μm，长度1-10cm；水的实际流速0.8-1m/min，停留时间大于2min；2.陶瓷球活化层：水的实际流速0.6-1m/min，停留时间大于10min；陶瓷球为超强远红外纳米陶瓷球，平均直径为2-5mm；3.特种合金层：可采用特种合金的粉粒或纤维中的一种；水的实际流速0.5-1.2m/min，停留时间为大于1min；合金粉粒直径为0.1-2mm，合金纤维直径为20-100μm，长度为1-10cm；所述特种合金配方是铜、锌、锡、镍含量占97.95%，铬、钼、钒、锰微量元素占2%，具有4f电子的稀土元素铈或钕占0.05%。

Description

一种水处理活化床及其用途

技术领域

本发明涉及水处理技术，具体为一种锅炉及换热器等给水处理系统中具有活化净化水并可去除或防止水垢功能的水处理活化床及其用途技术，国际专利主分类号拟为Int.Cl⁷.C02F1/00。

背景技术

锅炉锅体及换热器表面常常存在结垢和腐蚀现象。结垢会造成传热速率下降、热效率降低和单位成本增加；腐蚀可造成热网设备和锅体锈蚀、剥落，不仅影响热网的正常运行，而且降低了设备的使用寿命，严重时会发生设备穿孔，威胁着人身财产的安全。为了减少和防止系统的结垢和腐蚀，保证锅炉和热网的安全、经济地运行，通常采用设备处理和药剂处理两种方法来解决该问题。设备处理方法主要包括使用过滤器、软水器、除氧器和冷凝水过滤器等配套或专用设备，系统复杂，成本增加，操作不便；药剂处理方法主要是添加阻垢缓蚀剂、游渣分散剂、除氧剂、给水及冷凝水系统的缓蚀剂、消泡剂等化学药剂，容易产生污染，工艺控制困难。在水的预处理方面，目前采用的过滤净水方法，常因过滤介质的寿命短，价格高，易被微生物污染而达不到预期的效果。在水处理缓蚀阻垢方面，目前对低压锅炉，普遍采用软化水以防止结垢，采用机械除氧器-化学除氧剂(亚硫酸钠)除氧以防止设备腐蚀。对中、高压锅炉，普遍采用去离子水以防止结垢，采用机械除氧器-化学除氧剂(亚硫酸钠或联氨)除氧以防止设备腐蚀。这样，锅炉或热网在运行中就需连续排污或定期排污。连续排污设备复杂，运行成本大幅提高，而定期排污停机会造成运行效率下降，影响产量，也会产生冲洗废水。离子交换法离不开钠离子交换器，离子交换剂产生的废水会对人类生存环境造成污染。我国一般采用的都是盐耗为250-500克/摩尔的钠离子交换器，也就是说每置换出水中20克的钙离子或12克镁离子就需要使用250-500克食盐。因此这种离子交换方法对地下水和土壤都具有严重的污染。为了防止污染地下水，美国采用了先限后禁的政策，先是限制使用钠离子交换器，规定盐耗超过110克/摩尔的纳离子交换器不允许使用，后又规定盐耗超过90克/摩尔的钠离子交换器不允许使用，最终是禁止使用钠离子交换器。

总之，在越来越重视环保、强调可持续发展的今天，化学阻垢表现出越来越明显的局限性。从可持续发展战略出发，以近年提出的绿色化学新概念为基础，提出了绿色锅炉水处理技术发展战略。该技术的基本思路是：(1)去掉离子交换器或者尽量少用离子交换器，以尽量减少离子交换剂再生废水的排放；(2)加入高效缓蚀剂或除氧剂以防止系统腐蚀；(3)加入高效阻垢剂以防止系统结垢，实现锅水运行期间少排污乃至零排污；(4)加入高效缓蚀剂.最大限度地回收凝结水。由此可见，以减少排污与高效阻垢缓蚀技术而达到环保、安全、节能的效果是这一思想的核心。基于此，一些物理阻垢技术被相继开发，如美国专利6,258,250号文献报道了应用电解原理减少水溶液中水垢形成的技术：在电解室内，拥有至少两个电极(一个电极为阳极，另一个为阴极)和一个双极性电极，给电解室加上直流电压，以一定时间间隔改变电极极性，从而使水溶液的成分不会发生改变；或在电解室加上交流电压，水溶液通过电解室后，可减少结垢的形成。美国专利5,057,198号介绍了水以两个流柱的形式通过由电解质膜形成的阳极和阴极电解室的阻垢方法，运用在水软化领域。美国专利4,345,981号文献则通过电解来预防生物污垢和结垢的方法，即通过正负极之间一定间隔的转换来清除电极表面的污垢，同时电解形成氧、氢两种气体，覆盖在金属表面，也可防止污垢在金属表面的附着。但这些方法对设备要求高、投资成本大，工艺复杂，并存在高能耗的缺点，且现有的物理处理技术中，没有集净化、缓蚀、阻垢、杀菌功能于一体的水处理设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明主要解决的技术问题是提供一种水处理活化床及其用途技术。该水处理活化床具有净化、缓蚀、阻垢和杀菌的功能，并且结构简单，成本低廉，使用寿命长，使用中无排污。本发明水处理活化床可用于锅炉给水及换热器的水循环系统，使通过此床的补给水或循环水，分子团与水中杂质分子团的结合形态发生物理和化学性质的变化，达到净化、杀菌、阻垢除垢、缓蚀、同时保护环境的效果。

本发明解决所述水处理活化床技术问题的技术方案是：设计一种水处理活化床，它包括按水流方向依次装填在床体内的如下结构：

(1)活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层：活性炭纤维的平均直径为10μm，长度为1-10mm，所述活性炭纤维/特种合金纤维两种纤维的体积比为1∶1；水在其中的实际流速设计为0.8-1m/min，停留时间大于2min；

(2)陶瓷球活化层：水在其中的实际流速设计为0.6-1m/min，停留时间大于10min；所述的陶瓷球为超强远红外纳米陶瓷球，直径为2-5mm；

(3)特种合金层：采用特种合金粉粒或纤维中的一种；水在其中的实际流速设计为0.5-1.2m/min，停留时间大于1min；

所述特种合金粉粒或纤维均按如下配方冶炼制成：铜50～70％，锌20～35％，锡5～15％，镍5～10％，铁0.5～1％、锰0.01～0.1％和钕或铈稀土元素0.01～0.15％；另外还含有硅1～3％，镁1～3％，铬0.1～1.0％，钼0.1～1.0％和钒0.1～1.0％中一种或多种；各组分之和为100％；所述特种合金粉粒的平均直径为0.1-2mm；所述特种合金纤维的直径为20-100μm，长度为1-10mm。

本发明解决所述水处理活化床用途技术问题的技术方案是：根据本发明所述的水处理活化床，其特征在于它用于低中压工业热水锅炉和蒸汽锅炉的水处理系统以及民用水的处理系统。

与现有技术相比，本发明水处理活化床具有较好地去除或防止水垢并兼及除菌、净化等其他多项功能，且性能稳定、成本低廉、无能耗、寿命长、少维护、无污染。

附图说明

图1为本发明所述的三种或三层填料同装于一个床体的水处理活化床结构示意图；

图2为本发明所述的三种或三层填料分别装填于三个床体的水处理活化床体结构示意图；

图3为本发明所述的特种合金粉末层或特种合金纤维单独装填于一个床体，另外两种或两层填料同装于另一个床体的水处理活化床结构示意图；

图4为自来水经过陶瓷球活化层前，自来水的核磁共振测试结果图。

图5为自来水经过所述的陶瓷球活化层10分钟后，自来水的核磁共振测试结果图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明：

本发明设计的一种水处理活化床(以下可简称活化床)，它包括按水流方向依次装填在床体内的如下结构：

(1)活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层1：活性炭纤维的平均直径为10μm，长度为1-10mm；特种合金纤维的直径为20-100μm，长度为1-10mm，所述活性炭纤维/特种合金纤维两种纤维的体积比为1∶1；水在其中的实际流速设计为0.8-1m/min，停留时间大于2min。所述的活性炭纤维为市售产品，只要适当选择即可。填装时应将所述的活性炭纤维/特种合金纤维按体积比1∶1混合均匀，装填于不锈钢床体中形成所述的复合过滤层。

(2)陶瓷球活化层2：水在其中的实际流速设计为0.6-1m/min，停留时间大10min；所述的陶瓷球为超强远红外纳米陶瓷球，直径为2-5mm。本发明所述的超强远红外纳米陶瓷球是参照申请人的中国专利ZL02125487.7制备方法所制得，是现有技术。

(3)特种合金层3：采用特种合金的粉粒或纤维中的一种；水在其中的实际流速设计为0.5-1.2m/min，停留时间大于1min。

所述的特种合金粉粒或纤维也是按下列配方冶炼制成：铜50～70％，锌20～35％，锡5～15％，镍5～10％，铁0.5～1％、锰0.01～0.1％和钕或铈稀土元素0.01～0.15％，另外还含有硅1～3％，镁1～3％，铬0.1～1.0％，钼0.1～1.0％和钒0.1～1.0％中一种或多种；各组分之和为100％。所述特种合金粉粒的直径为0.2-2mm；所述特种合金纤维的直径为20-100μm，长度为1-10mm。

本发明水处理活化床使用时一端连接于自来水作进水或补水，另一端则连接于锅炉等设备的进水管口处(参见图1-3)。活化床能使输出的水质发生如下物理和化学性质的变化，具体作用原理是：

(1)活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层1：其中的活性炭纤维具有丰富的内孔及大量的活性表面，能够吸附水中细小悬浮物和大部分有机杂质，起到初级物理净化的作用。碳材料和特种合金浸入水中后，表面与水形成了一个双电层，因此存在一定的电势。这个电势比水体的电势低300-400mV，体系电势的下降可看作是阴极电极电位下降的结果，它对水溶液中的氧化态离子具有还原能力，即具有阻止金属(离子)进一步氧化的能力。从金属腐蚀的原理来考虑，若把阳极反应的电位看做固定值，活性碳纤维与特种合金纤维的加入，其实际效果是使阴极电位与阳极电位之差减少，Fe反应成为Fe²⁺的倾向减弱。另外由于活性碳纤维具有良好的吸附能力，特种合金具有强的还原能力，这种吸附作用和还原能力的协同作用会迅速消耗水中的部分溶解氧，并改变适宜细菌生长的氧化还原电位范围，起到除氧、杀菌的作用。

(2)陶瓷球活化层2：其中所述的超强远红外纳米陶瓷球具有辐射远红外线、抗菌、活化水和沉降重金属离子的功能。通过核磁共振(NMR)技术测试水分子经活化前、后¹⁷O-NMR半峰宽的变化情况，可以评价陶瓷球活化水性能的优劣。如果测试图的“山脚下”越开阔，说明水处于高分子团簇状态；相反如果是处于“狭尖”状态，就表明水处于低分子团簇状态。半峰宽一般以振动频率赫兹(Hz)来表示，赫兹值大，则表示分子团大；赫兹值小，则表示分子团小。而水分子团越小活性就越高，水的渗透力、溶解力、代谢力也就越强。试验表明，通过超强远红外纳米陶瓷球层的活化自来水的半峰宽明显减小。根据测试结果，经计算普通自来水的半峰宽为115.37Hz(参见图4)，在经过所述的陶瓷球活化层停留10min后，自来水的半峰宽为103.15Hz(参见图5)，半峰宽在100Hz以下的水具有5～6个水分子缔合的小分子团结构。可见，超强远红外纳米陶瓷球层可以使自来水活化，使水的大分子团变小。活化的水分子团具有如下两方面的作用：其一、小分子团的水因其极性增加，与水中的Ca2+、Mg2+、HCO32-、SO42-、Cl-等结合所形成的水合离子层增厚，盐离子与水分子层的结合力增强，阴阳离子的水合离子半径增大，使溶液中盐离子的运动速度减慢，成垢离子的碰撞几率减小。其二，小分子团的水，它们的活动较自由，可占据水溶液其它空隙，特别是对已经形成的晶核，外围会被这种渗透力强的水分子包围而形成极薄，阻碍晶体的继续生长，使水垢的结晶尺寸减小，结构分散，附壁能力下降成为软垢，部分悬浮于水体中。

(3)特种合金层3：也称为特种合金综合调控层。其功能的作用主要来自合金体系中具有多重电位能级的原电池。当水流通过合金表面时，水中所含的杂质成分会在不同的活性位点处发生氧化还原反应，并使水分子间的结合形式、水中矿物质的存在形式、表面电荷等发生变化，改变水中的离子平衡，从而达到活化水、缓蚀、阻垢、杀菌和净化的效果。本发明所述的特种合金以是指含有如下成分组成的合金：铜50～70％，锌20～35％，锡5～15％，镍5～10％，铁0.5～1％、锰0.01～0.1％和钕或铈稀土元素0.01～0.15％；另外还含有硅1～3％，镁1～3％，铬0.1～1.0％，钼0.1～1.0％和钒0.1～1.0％中一种或多种；各组分之和为100％。它可以采用普通熔炼方法获得。

进一步说，水中含有的氧化还原性质的物质及离子包括溶解氧、余氯、各种金属离子等，尤其溶解氧对金属的腐蚀具有自催化氧化的作用。传统的除氧方法是将水加热或向水中加还原剂。当水通过本发明特种合金活化床的后，合金中的锌、镍、锡、铜等金属会被水中高价铁离子及溶解氧、余氯所氧化，形成较易溶解的亚铁的化合物，并形成一个动态的平衡，达到消耗氧化物，缓蚀的目的。在阻垢作用方面，由于微电池反应，破坏了阴阳离子的结合条件，介质中微量锌的溶解使水中的含锌量有所增加，锌的增加能阻止方解石结构的大块絮状污垢的生成和长大，代之以形成致密颗粒状文石结构的碳酸盐水垢。这种水垢粒子自身表面圆润，使得颗粒间不易粘联和沉积，而会随波逐流，存在于整个循环的水体系统中。因此，在容器的冷壁上不会出现硬的结垢。微电池反应使得水中悬浮的带电粒子表面的电荷被中和，阻止了固体颗粒物间的引力，避免了方解石絮状物的桥连作用，因此，固体颗粒物长大的物理条件被破坏，形成文石结构的颗粒物无处着床沉积。即使固体颗粒物在流动较弱的局部发生沉积，也是以松散的堆积为主，形成颗粒的堆积物而不是硬垢层，对水的渗透性和热地传导不会产生明显的影响，通过简单的定期排放就能够达到消除的目的。

研究表明：经过本发明活化床处理过的水形成的水垢的外观平坦，呈圆形、颗粒状、棒状的粉体颗粒，并且不会粘附于塑料、陶瓷及金属的表面上，很容易通过过滤或冲洗等简单方法除去。

研究还表明，通常各种微生物只能在特定的氧化还原电位下生长，电位的大幅变化能够破坏细菌的细胞，从而抑制细菌的生长。一方面，由于合金表面会形成不同电位的无数原电池，其电位电压从+200mV～-500mV，在微区中形成巨大的高能电场，当水流通过合金活化床时，水中的微生物及藻类在合金表面电场的作用下，其生理机能被破坏，细胞膜过氧化而死亡，达到杀藻灭菌的目的。另一方面，当合金表面发生氧化还原反应时，会产生氢氧根离子和过氧化氢，过氧化氢的强氧化性会杀灭几乎所有微生物，所以对微生物的抑制效果明显。同时，释放出的锌离子能够阻止酶的合成，降低有机体通过光合作用进行新陈代谢的能力，影响有机体的正常生长，达到抑制微生物繁殖的目的；通过阻止叶绿素的合成而控制藻类生长，消除水体中的各种微生物，实现净化和杀菌。

通过以上所述活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层的净化作用、超强远红外功能纳米陶瓷球活化层的活化作用和特种合金层的氧化还原电位综合调控作用的相互协同，使经过活化床的水中的机械杂质被除去，氧化性物质被还原，水分子团的缔合度被减小，水中盐离子的水合半径增大，带电粒子表面的荷电性能被改变，从而达到：

1.水的¹⁷O-NMR值降低10Hz以上；

2.pH＝7.5时，水的氧化还原电位小于-200mV，水中含氧量小于5ppb。

试验表明，本发明活化床用于锅炉及换热器等的水处理系统时，可有效地降低水的腐蚀性、盐类结垢和杂质附壁能力，同时可抑制细菌的生长，使锅炉给水的水中浮垢和器壁软垢晶型以纹石结构为主，阻垢率达60％以上；在换热器运行四十天后，对藻类、细菌等的杀灭率达98％以上。

经过本发明活化床处理后的水，还能够降低氯和硫的含量、改善味觉，提高水的润湿性和清洁能力；改善水在土壤中的渗透性；改善种子萌发；减少游泳池和应用水箱中微生物的生长等多种功能和用途；同时还具有节能、无需化学药品、免维修和省时间的优点。

本发明未述及之处适用于现有技术。

下面给出本发明的具体实施例：

实施例1

特种合金纤维按如下配方熔炼制成：铜65％，锌20％，锡5％，镍5％，铁0.5％、锰0.1％和铈0.1％，硅1％，镁1％，铬0.6％，钼1.2％和钒0.5％；直径为25-50μm，长度为1.3-5mm。活性碳纤维为市售聚丙烯腈基活性碳纤维，平均直径为10μm，长度为1-10mm。

特种合金粉粒按如下配方熔炼制成：铜60％，锌25％，锡5％，镍5％，铁0.5％、锰0.35％、铈0.15％、硅1％，铬1.0％，钼1.0％和钒1.0％；特种合金粉粒直径为0.5-1.8mm。

以图2所示方式装填，具体是：以公称直径为500mm，长为1000mm不锈钢桶体作为床体，将所述活性炭纤维/特种合金纤维按体积比1∶1充分混合后，填充于其内，用法兰封口，并连接一端于进水口阀门；以公称直径为500mm，长为3000mm不锈钢桶体作为床体，将所述的超强远红外纳米陶瓷球(直径为2.0-4.5mm)填充于其内，以法兰封口，并使一端与活性炭纤维/特种合金纤维床层用管路相连接；以公称直径为300mm，长为2000mm不锈钢桶体为床体，将所述特种合金粉粒填充于其内，以法兰封口，并使其一端与所述陶瓷球活化层的另一端用管路相连接，其另一端与2t/h的低压蒸汽锅炉(锅炉型号为KAW-53-AIV)补水口用管路相连接，制造成本发明活化床。水在各层的停留时间分别为6、18、4分钟。使用时应保持不锈钢外套管接地良好。

该活化床系统的给水水质为：

悬浮固体：141mg/L

Ca²⁺：     86/L       Mg²⁺：     23mg/L

HCO₃ ^-：    154mg/L    Fe²⁺：     1.30mg/L

SiO₂：     33.6mg/L   Cl^-        102mg/L

pH：       7.6        电导率：   492μs/cm，

运行40天后，测试的阻垢率达66％；开炉检查，炉筒壁及内管有一层约1mm的软垢，用高压水枪冲洗，水垢即可被冲下，露出光洁的炉壁，炉壁及内管均无硬垢或腐蚀。

实施例2

所述活化床与实施例1相同。该系统给水水质也与实施例1相同。

将其应用于热水锅炉(型号为CWNS0.1-95/70)的水处理系统。水在各层的停留时间分别为3.5、10、2分钟。运行40天后，测试阻垢率为65％；开炉检查，炉筒壁及内管有一层0.8mm的软垢，用高压水枪冲洗，水垢即可被冲下，露出光洁的炉壁，炉筒壁及管内均无硬垢或腐蚀，测试回水中所含异氧菌落数小于10⁴个/ml，回水管中粘泥量小于2ml/m³。

实施例3

活化床的填充材料与实施例1基本相同。但按图1所示方式装填，具体是：

以公称直径为800mm，长为2000mm不锈钢桶体作为床体，将所述活性炭纤维/特种合金纤维(直径30-70μm，长度为2-8mm)按体积比1∶1充分混合后，填充于底部，床高450mm，超强远红外纳米陶瓷球(直径为3.5-5.0mm)填充于中部，床高1200mm，特种合金粉粒填(直径为0.1-1.2mm)充于顶部，床高350mm。从底部进水，顶部出水，并与2t/h的低压蒸汽锅炉(锅炉型号为KAW-53-AIV)补水口相连接，制造成本发明活化床。水在各层的停留时间分别为7、18、5分钟。使用时应保持不锈钢外套管接地良好。

锅炉运行条件与实施例1相同。运行40天，测试阻垢率达60％；开炉检查，炉筒壁及内管有一层约1mm的软垢，用高压水枪冲洗，水垢即可被冲下，露出光洁的炉壁，炉筒壁及内管均无硬垢或腐蚀。

实施例4

特种合金纤维按如下配方熔炼：铜50％，锌25％，锡12％，镍10％，铁0.5％、锰0.02％和钕0.01％，硅1％，铬1％，钼0.5％；直径为60-100μm，长度为4-10mm。

特种合金粉粒按如下配方熔炼：铜50％，锌30％，锡10％，镍5％，铁0.5％、锰0.1％和铈0.15％、硅1.1％，镁1.05％，铬1.0％，钼1.0％和钒0.1％；粉粒直径1.0-2.0mm。余同实施例1。

按照图3所示方式装填，具体是：以公称直径为800mm，长为2000mm不锈钢桶体作为床体，将所述活性炭纤维/特种合金纤维按体积比1∶1充分混合后，填充于底部，床高500mm，超强远红外纳米陶瓷球(直径为2.5-4.0mm)填充于顶部，床高1500mm。以底部和顶部均以法兰封口，底部为进水口，顶部出水与装有特种合金粉粒的不锈桶体钢相连，不锈钢桶体的公称直径为300mm，长为2000mm，再与锅炉进水口连接。水在活性炭纤维/特种合金纤维层、超强远红外纳米陶瓷球活化层的停留时间分别为5、22分钟。特种合金粉粒中水的停留时间为4分钟。使用时应保持不锈钢桶体接地良好。

锅炉及补给水水质同实施例1。运行40天后，测试阻垢率达63％；开炉检查，炉筒壁及内管有一层约1mm的软垢，用高压水枪冲洗，水垢即可被冲下，露出光洁的炉壁，炉筒壁及内管均无硬垢或腐蚀。

比较例1

将实施例1中陶瓷球活化层省去，其它条件与实施例1相同。运行30天后，测试阻垢率为52％；开炉检查，炉筒壁及内管有一层约2mm的软垢，用高压水枪冲洗，水垢大部分可被冲下，锅体上有少量残留垢层，但无腐蚀。

比较例2

将实施例2中的活性炭纤维/特种合金纤维复合层改为仅用活性炭纤维，在与实施例2相同条件下运行30天后检查，活性炭纤维层流动阻力变大，水中所含异氧菌落数为5×10⁵个/ml；开炉检查时，炉筒壁及内管管壁无腐蚀，但回水管中有细菌粘膜粘附于管壁，粘泥量为14ml/m³。

比较例3

将实施例1中活化床的第三层(特种合金粉粒层)省去，其它条件与实施例1相同。运行30天后开炉检查，炉筒壁及内管有一层约2mm的垢层，用高压水枪冲洗，水垢不易被冲下，但无腐蚀；测试阻垢率为45％。

比较例4

将实施例2中活化床的第三层特种合金层省去，在其他与实施例2相同的条件下运行。运行30天后检查，水中所含异氧菌落数为8×10⁷个/ml；开炉检查时，炉筒壁及内管管壁无腐蚀，但有细菌粘膜粘附于回水管壁，粘泥量为20ml/m³。

由比较例可以看出，当减少某一层填料，或者把所述的复合层中的填料改为单一填料时，本发明活化床的技术效果会降低或弱化。这也意味着，本发明活化床即使不采用比较理想的三层复合设计，所述的阻垢、净化和杀菌等技术效果虽然会有所降低，但并非没有积极作用，只是比较而言功能有所弱化而已。在企业条件限制或者是技术要求允许的情况下，本发明活化床的非理想设计依然具有实际使用推广意义。

Claims (5)

1.一种水处理活化床，它包括按水流方向依次装填在床体内的如下结构：

(1)活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层：活性炭纤维的平均直径为10μm，长度为1-10mm，所述活性炭纤维/特种合金纤维两种纤维的体积比为1∶1；水在其中的实际流速设计为0.8-1m/min，停留时间大于2min；

(2)陶瓷球活化层：水在其中的实际流速设计为0.6-1m/min，停留时间大于10min；所述的陶瓷球为超强远红外纳米陶瓷球，直径为2-5mm；

(3)特种合金层：采用特种合金粉粒或纤维中的一种；水在其中的实际流速设计为0.5-1.2m/min，停留时间大于1min；

所述特种合金粉粒或纤维均按如下配方冶炼制成：铜50～70％，锌20～35％，锡5～15％，镍5～10％，铁0.5～1％、锰0.01～0.1％和钕或铈稀土元素0.01～0.15％；另外还含有硅1～3％，镁1～3％，铬0.1～1.0％，钼0.1～1.0％和钒0.1～1.0％中一种或多种；各组分之和为100％；所述特种合金粉粒的直径为0.1-2mm；所述特种合金纤维的直径为20-100μm，长度为1-10mm。

2.根据权利要求1所述的水处理活化床，其特征在于所述的活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层、陶瓷球活化层和特种合金层三层填料依次填装于一个床体内。

3.根据权利要求1所述水处理活化床，其特征在于所述的活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层、陶瓷球活化层和特种合金层三层填料分别装填于三个依次用管道连接的床体内。

4.根据权利要求1所述水处理活化床，其特征在于所述的特种合金层单独装填于一个床体内，另外的活性炭纤维/特种合金纤维复合过滤层和陶瓷球活化层两层填料依次填装于另一个床体内，两个床体有管道连接。

5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的水处理活化床，其特征在于它用于低中压工业热水锅炉和蒸汽锅炉的水处理系统以及民用水的处理系统。

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