第五章水的其它离子去除方法
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1、第五章 水的其它处理方法v5-1地下水除铁除锰v一、含铁地下水水质一、含铁地下水水质v1.分布普遍v2.含铁量v 因我国地下水分布较广，铁和锰共存于地下水中，含铁量高于含锰量，从含铁量来看：v 10 mg/L 10 mg/L 较多；较多；v 2030 mg/L 2030 mg/L 较少；较少；v 30 mg/L 30 mg/L 罕见罕见。v国家标准规定：国家标准规定：FeFe0.3 mg/L, Mn0.3 mg/L, Mn0.1 mg/L .0.1 mg/L .v3.含铁形态(溶解性铁的化合物）v 因为，Fe3+、Mn4+在正常水中（PH 5）的溶解度极小。v 我国地下水PH=58，多数在6.
2、07.5，在地表水中含有溶解氧，铁、锰主要以不溶解 Fe(OH）、MnO2状态存在，所以铁、锰含量不高。v 由于地下水、湖泊和水库深层水中缺少溶解氧，以至使Fe3+和Mn4+还原成为溶解的Fe2+和Mn2+，因而铁的含量较高。，需加以处理。v4.DO为零v 此为水中只有Fe2+的必要条件，含铁不含氧，含氧不含铁。v5.有机铁很少见v 必须在有机物含量高时。v二、地下水除铁的方法二、地下水除铁的方法v去除Fe2+主要方法有：v1.氧化法v (1)空气氧化法v 自然氧化法v 接触氧化法v a.天然锰砂；v b.其它滤料；v c.地层过滤。v (2)药剂氧化法v CL2氧化法v KMnO4氧化法v2
3、.沉淀法（石灰处理法）v3.离子交换法v4.掩蔽法v 当Fe2+很低时，在工业用水中加入某种有机或无机的络合物，使形成Fe3+ ，不发生沉淀。v 以上方法空气氧化法最经济，在实际中应用最普遍。v（一）自然氧化法的原理（曝气氧化法）（一）自然氧化法的原理（曝气氧化法）v1.氧化v 反应生成沉淀后分离（沉淀、过滤）v2.亚铁氧化过程v 4Fe2+O2+2H2O=4Fe3+4OH- （氧化）v Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+ （水解）v 将+v 4Fe2+O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+vA.实际需氧量v a过剩溶氧系数（一般25）。v B.氧化速度v k反应速度常数，其值与温度
4、有关。2214. 0FeaOa理论需氧量实际需氧量 2222OHOFekdtFedv PH、温度对Fe2+的影响速度都很大，PH1，OH-10倍，氧化速度100倍；温度15，反应速度10倍。v低温、低PH氧化速度相当慢，甚至达一周以上，也不能达到完全氧化，此外还受碱度、溶解性硅酸等物质的影响,(sio230 mg/L).v流程为： O2 CO2v含铁地下水 除铁水v 曝 气 氧化反应沉淀 过 滤v曝气的目的：v 1.散除CO2 ，提高PH ，增大氧化速度；v 2.增加O2；v缺点：1.v低，需采用较厚的滤层；v 2.絮凝体附着力很差，工作周期末水质差；v 3.工艺流程复杂，占地大费用高；v 4
5、.它的适用范围小，受很多因素影响，设计前，最好做实验，不然有可能失败，（PH 7，受还原物质sio2影响）v（二）接触氧化法除铁（二）接触氧化法除铁v1.特点v 原水曝气后进入滤层，在滤层中完成氧化和截留过程。 v 与自然氧化法相比是氧化环境不同。v2.除铁理论v 天然锰砂除铁的经典理论v 3MnO3MnO2 2+O+O2 2=MnO=MnOMnOMnO2 2O O7 7 (高价锰)v MnOMnOMnOMnO2 2O O7 7 +4Fe +4Fe2+2+2H+2H2 2O=3MnOO=3MnO2 2+4Fe+4Fe3+3+4OH+4OH- -v 对经典理论的质疑v a.成熟过程，新铺的天然锰
6、砂除铁不明显。v b.包着铁锈，除铁效果不好。v c.冲洗强度大，时间长，催化作用差，初滤水质不理想。v3.铁质活性滤膜除铁理论v 经曝气后的水，过滤形成铁的化合物，有催化作用，除铁能力强，国外提出有催化作用的是FeOOH(结晶质)、我国试验认为是Fe(OOH)3H2O（活性铁质滤膜）,在滤料表面生成的Fe(OOH)3H2O有催化作用，自然氧化形成的Fe(OH)3无催化能力。 v Fe(OOH)3H2O （铁质活性滤膜）接触氧化除铁过程，是铁质活性滤膜首先以离子交换方式吸附水中的二价铁离子。v FeFe2+2+Fe(OH)+Fe(OH)3 32H2H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)2 2
7、(OFe)(OFe)2H2H2 2O O+ +H+H+ +v 当水中有溶解氧时，被吸附的二价铁离子在活性滤膜的催化下迅速氧化并水解，从而使催化剂得到再生：v v 反应生成物又作为催化剂参与反应，因此，铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自催化过程。v自动催化作用；v含铁地下水的PH都满足要求，因此不受PH限制，大大扩大了使用范围。v原用锰砂催化理论解释，是不正确的。v 作为载体，锰砂、石英砂作用一样，但锰砂和石英砂初期吸附容量是不同的。v 石英砂吸附能力小，开始效果不好。（成熟期一般要2个月）；锰砂吸附能力大，开始就能机械吸附，所以开始效果就好。HOHOHFOHOOHOFOHFeee2322222)
