華北理工水質(zhì)工程學(xué)Ⅰ課件19水的其它處理

1、第十九章 水的其它處理19-1 地下水除鐵除錳一、地下水中的鐵、錳1、危害：鐵量高時(shí)：水有鐵腥味； 對(duì)某些工業(yè)（造紙、印染、紡織、皮革、化工等）的產(chǎn)品質(zhì)量有影響；（產(chǎn)生銹斑） 使家庭潔具（瓷盆和浴缸等）發(fā)生銹斑； 衣服染色（黃色、鐵銹色）； 沉積的Fe2O3會(huì)滋長(zhǎng)鐵細(xì)菌(是一類生活在含有高濃度二價(jià)鐵離子的池塘、湖泊、溫泉等水域中，能將二價(jià)鐵鹽氧化成三價(jià)鐵化合物，并能利用此氧化過程中產(chǎn)生的能量來同化二氧化碳進(jìn)行生長(zhǎng)的細(xì)菌的總稱。)，阻塞管道。錳量高時(shí)：同鐵的危害一樣。色（微黑或淺灰色） 2、我國(guó)規(guī)定：鐵0.3mg/l 錳0.1mg/l 3、水中的鐵錳：地下水溶解的礦物質(zhì)，地下水缺氧，鐵離子以Fe

2、2+；Fe3+形態(tài)存在。錳離子 Mn2+、Mn3+、 Mn4+、Mn6+、Mn7+形態(tài)存在。二、地下水除鐵方法：1、水中鐵的存在形態(tài)：Fe2+：FeOH+Fe(OH)-3 水合離子（羥基結(jié)合離子態(tài)）當(dāng)總堿度高時(shí)，以重碳酸鹽的形態(tài)存在Fe(HCO3)2Fe3+：Fe(OH)3溶解度非常低。圖式為水中鐵的平衡：鐵的溶解度與氧化還原電位En及PH值的關(guān)系圖。 由能斯特方程：Eo標(biāo)準(zhǔn)電極單位； n電子數(shù)；F法拉第系數(shù)圖中：區(qū)域En、PH高：主要是由Fe(OH)3固體對(duì)平衡的控制。水中Fe3+的含量水中鐵的含量很低。平衡式： Fe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O 區(qū)域，由碳酸亞鐵FeCO3固體控制水

3、中鐵的濃度。 FeCO3+H+ Fe2+HCO-3 鐵的濃度高。除鐵的重點(diǎn)。區(qū)域，F(xiàn)eS 固體控制水中鐵的濃度。 FeS Fe2+S2- 鐵的含量低2、 除鐵動(dòng)力學(xué)：主要是：將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，利用Fe(OH)3的濃度積值很低， 而將Fe3+沉淀去除。 動(dòng)力學(xué)研究鐵的氧化速率： 4Fe2+O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+當(dāng)PH值大于5.5時(shí)，二價(jià)鐵的氧化速率： k反應(yīng)速率常數(shù)81011L2/mol2KPamin 20.5時(shí)Po2氣相中氧的分壓力,KpaOH氫氧根離子濃度,mol/LFe2+時(shí)間t的二價(jià)離子濃度,mol/L 變換上式得：PO2大氣中的氧分壓， 一般為21.3KPa令k

4、/=kPO2則：水的電離常數(shù)： 代入式中: 并令 原可換算為： 可見：除鐵的影響因素： （1）PH高促進(jìn)二價(jià)鐵的氧化。 （2）K/中隱著氧化劑的濃度。（PO2分壓力）fig19-2實(shí)驗(yàn)與公式的情況，當(dāng)PH15min固定床：升流式：濾層厚：1.11.5m 濾速：36m/h移動(dòng)床：濾層厚：1.82.4m 濾速：1012m/h再生：a 先反沖洗1015min （用原水） 去除懸浮物 e=30%50% b再生： 用Al2(SO4)2再生：濃度（1%2%）由上向下（v=0.6m/s；68min），再用除F水沖洗810min。 用NaOH再生：（應(yīng)用較少）濃度1% ，再生后濾層成堿性，須轉(zhuǎn)化為酸性后，再除氟。 將原水 pH調(diào)到2.02.5，通水，測(cè)出水的pH達(dá)到要求后，接入管網(wǎng)。問題：再生后廢水處理非常困難，增大制水成本。（2）骨炭法：（磷酸三鈣法）由骨炭中或磷礦石中提取磷酸三鈣。國(guó)外認(rèn)為：Ca3(PO4)2CaCO3國(guó)內(nèi)認(rèn)為：Ca10(P O4)6(OH)2除氟機(jī)理：Ca10(PO4)6(OH)2+2F Ca10(PO4)6F2+2OHF含量高反應(yīng)向右進(jìn)行，吸附除氟過程；OH含量高反應(yīng)向左進(jìn)行，再生過程。用10