华北理工水质工程学Ⅰ课件19水的其它处理

1、第十九章 水的其它处理19-1 地下水除铁除锰一、地下水中的铁、锰1、危害：铁量高时：水有铁腥味； 对某些工业（造纸、印染、纺织、皮革、化工等）的产品质量有影响；（产生锈斑） 使家庭洁具（瓷盆和浴缸等）发生锈斑； 衣服染色（黄色、铁锈色）； 沉积的Fe2O3会滋长铁细菌(是一类生活在含有高浓度二价铁离子的池塘、湖泊、温泉等水域中，能将二价铁盐氧化成三价铁化合物，并能利用此氧化过程中产生的能量来同化二氧化碳进行生长的细菌的总称。)，阻塞管道。锰量高时：同铁的危害一样。色（微黑或浅灰色） 2、我国规定：铁0.3mg/l 锰0.1mg/l 3、水中的铁锰：地下水溶解的矿物质，地下水缺氧，铁离子以Fe

2、2+；Fe3+形态存在。锰离子 Mn2+、Mn3+、 Mn4+、Mn6+、Mn7+形态存在。二、地下水除铁方法：1、水中铁的存在形态：Fe2+：FeOH+Fe(OH)-3 水合离子（羟基结合离子态）当总碱度高时，以重碳酸盐的形态存在Fe(HCO3)2Fe3+：Fe(OH)3溶解度非常低。图式为水中铁的平衡：铁的溶解度与氧化还原电位En及PH值的关系图。 由能斯特方程：Eo标准电极单位； n电子数；F法拉第系数图中：区域En、PH高：主要是由Fe(OH)3固体对平衡的控制。水中Fe3+的含量水中铁的含量很低。平衡式： Fe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O 区域，由碳酸亚铁FeCO3固体控制水

3、中铁的浓度。 FeCO3+H+ Fe2+HCO-3 铁的浓度高。除铁的重点。区域，FeS 固体控制水中铁的浓度。 FeS Fe2+S2- 铁的含量低2、 除铁动力学：主要是：将二价铁氧化成三价铁，利用Fe(OH)3的浓度积值很低， 而将Fe3+沉淀去除。 动力学研究铁的氧化速率： 4Fe2+O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+当PH值大于5.5时，二价铁的氧化速率： k反应速率常数81011L2/mol2KPamin 20.5时Po2气相中氧的分压力,KpaOH氢氧根离子浓度,mol/LFe2+时间t的二价离子浓度,mol/L 变换上式得：PO2大气中的氧分压， 一般为21.3KPa令k

4、/=kPO2则：水的电离常数： 代入式中: 并令 原可换算为： 可见：除铁的影响因素： （1）PH高促进二价铁的氧化。 （2）K/中隐着氧化剂的浓度。（PO2分压力）fig19-2实验与公式的情况，当PH15min固定床：升流式：滤层厚：1.11.5m 滤速：36m/h移动床：滤层厚：1.82.4m 滤速：1012m/h再生：a 先反冲洗1015min （用原水） 去除悬浮物 e=30%50% b再生： 用Al2(SO4)2再生：浓度（1%2%）由上向下（v=0.6m/s；68min），再用除F水冲洗810min。 用NaOH再生：（应用较少）浓度1% ，再生后滤层成碱性，须转化为酸性后，再除氟。 将原水 pH调到2.02.5，通水，测出水的pH达到要求后，接入管网。问题：再生后废水处理非常困难，增大制水成本。（2）骨炭法：（磷酸三钙法）由骨炭中或磷矿石中提取磷酸三钙。国外认为：Ca3(PO4)2CaCO3国内认为：Ca10(P O4)6(OH)2除氟机理：Ca10(PO4)6(OH)2+2F Ca10(PO4)6F2+2OHF含量高反应向右进行，吸附除氟过程；OH含量高反应向左进行，再生过程。用10