地下水除鐵除錳
發布時間：2016-04-20 10:31:19 人氣：0
含鐵錳地下水的形成
鐵在地(di)球(qiu)表面分(fen)布很廣，地(di)殼中(zhong)的鐵質多半分(fen)散在各(ge)種(zhong)晶質巖(yan)和沉積巖(yan)中(zhong)，它們都是(shi)難溶(rong)性的化合
物。這些鐵(tie)質大量的進入水中，一般通(tong)過以下幾(ji)種(zhong)途徑：
1.
含碳酸的(de)地下水，對(dui)巖層中二(er)價鐵(tie)的(de)氧(yang)化物起(qi)溶解(jie)作用(yong)。
在水的(de)循(xun)環中(zhong)，部分雨水由地表滲入地下的(de)過程中(zhong)，一(yi)般都要經過富含有機物的(de)表土(tu)層。土(tu)壤中(zhong)的(de)
有(you)機物在微生物的作用下(xia)，被分解而(er)產生出(chu)大(da)量二氧(yang)化碳，這些二氧(yang)化碳溶于(yu)水中(zhong)便使地下(xia)水含(han)有(you)大(da)量的
碳(tan)酸(suan)。含有碳(tan)酸(suan)的地下水經過地層(ceng)的滲(shen)透和過濾，能逐漸溶解巖層(ceng)中二價鐵(tie)的氧(yang)化物，而生成(cheng)可溶于水的
重碳酸亞鐵：
一、含鐵錳地下水的形成 鐵在地球表面分布很廣，地殼中的鐵質多半分散在各種晶質巖和沉積巖中，它們都是難溶性的化合 物。這些鐵質大量的進入水中，一般通過以下幾種途徑： 1.含碳酸的地下水，對巖層中二價鐵的氧化物起溶解作用。 在水的循環中，部分雨水由地表滲入地下的過程中，一般都要經過富含有機物的表土層。土壤中的有機物在微生物的作用下，被分解而產生出大量二氧化碳，這些二氧化碳溶于水中便使地下水含有大量的碳酸。含有碳酸的地下水經過地層的滲透和過濾，能逐漸溶解巖層中二價鐵的氧化物，而生成可溶于水的重碳酸亞鐵：
FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2
當巖層中有碳酸(suan)亞鐵存在時，碳酸(suan)亞鐵在碳酸(suan)作用下也能生成溶(rong)解于重碳酸(suan)亞鐵。
FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2
2.三價(jia)鐵的(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)在(zai)還原(yuan)(yuan)條件下(xia)被(bei)還原(yuan)(yuan)而溶解于水(shui)。在(zai)含有機(ji)質的(de)(de)(de)地層中，常由(you)于微(wei)生物(wu)的(de)(de)(de)強烈作用而處(chu)在(zai)還原(yuan)(yuan)條件下(xia)時，水(shui)中的(de)(de)(de)溶解氧被(bei)消耗(hao)殆盡，而由(you)于有機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)分解作用，產生出相當數量的(de)(de)(de)硫化(hua)氫(qing)和(he)二氧化(hua)碳。在(zai)這種條件下(xia)，地層中的(de)(de)(de)三價(jia)鐵首先被(bei)硫化(hua)氫(qing)還原(yuan)(yuan)生成FeS沉淀。 Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S
生成的硫化鐵在碳酸作用下(xia)又生成溶解于水中的Fe(HCO3)2。
FeS+2CO2+ 2H2O= Fe(HCO3)2+H2S
有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)物質(zhi)對(dui)鐵質(zhi)的(de)(de)(de)溶(rong)解作用。有(you)(you)(you)(you)些有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)酸能將(jiang)巖層中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)三價(jia)鐵還(huan)原成為二價(jia)鐵而使(shi)之溶(rong)解于水中(zhong)(zhong)，還(huan)有(you)(you)(you)(you)一(yi)(yi)些有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)物能和鐵質(zhi)生成復雜的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)鐵而溶(rong)于水中(zhong)(zhong)。綜上所(suo)述，一(yi)(yi)般(ban)地(di)下水中(zhong)(zhong)主要(yao)含(han)(han)有(you)(you)(you)(you)二價(jia)鐵的(de)(de)(de)重碳酸鹽，此外(wai)，還(huan)可能含(han)(han)有(you)(you)(you)(you)可溶(rong)性(xing)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)鐵鹽。 許多(duo)資料中(zhong)(zhong)介紹，鐵和錳同(tong)時存在于天然水中(zhong)(zhong)，含(han)(han)鐵地(di)下水因地(di)區(qu)不同(tong)，或多(duo)或少(shao)(shao)含(han)(han)有(you)(you)(you)(you)一(yi)(yi)定量的(de)(de)(de)錳，只有(you)(you)(you)(you)量的(de)(de)(de)多(duo)少(shao)(shao)不同(tong)，在此對(dui)地(di)下水的(de)(de)(de)錳的(de)(de)(de)形成就不再(zai)詳述了。
二.鐵、錳對(dui)日常(chang)生活及(ji)生產的危害
飲(yin)用含鐵地下(xia)水(shui)對人體健康，目前認為尚無(wu)影(ying)響，但也不(bu)能超過一定含量，而長期飲(yin)用含錳(meng)(meng)(meng)量較高的(de)水(shui)，據醫(yi)學上(shang)講(jiang)，可(ke)(ke)(ke)給一些人生(sheng)(sheng)理上(shang)造(zao)(zao)成一定的(de)影(ying)響；含鐵、錳(meng)(meng)(meng)的(de)水(shui)可(ke)(ke)(ke)使(shi)(shi)白色織(zhi)物變(bian)(bian)黃(huang)，給水(shui)管道堵塞，給人們日(ri)常(chang)生(sheng)(sheng)活帶來(lai)許多(duo)不(bu)便。生(sheng)(sheng)產(chan)中，鐵錳(meng)(meng)(meng)可(ke)(ke)(ke)使(shi)(shi)鍋(guo)爐結垢，使(shi)(shi)離子交換樹脂(zhi)中毒失(shi)敗；在紡織(zhi)品(pin)上(shang)產(chan)生(sheng)(sheng)銹(xiu)斑(ban)；使(shi)(shi)釀造(zao)(zao)的(de)飲(yin)料變(bian)(bian)色變(bian)(bian)味等，尤其(qi)是錳(meng)(meng)(meng)可(ke)(ke)(ke)使(shi)(shi)水(shui)產(chan)生(sheng)(sheng)更大的(de)色變(bian)(bian)，鐵和錳(meng)(meng)(meng)有(you)如(ru)此(ci)危害，因(yin)此(ci)國家規定生(sheng)(sheng)活用水(shui)中含鐵不(bu)超過0.3mg/l,錳(meng)(meng)(meng)不(bu)超過0.1mg/l。
三(san).水中鐵、錳的去(qu)除
含鐵、錳地下水在地層中經過長期滲透過濾，幾乎不含懸浮物，也不含溶解氧，一般水質清澈透明。當含鐵地下水被泵抽升至地面后，空氣中的氧便迅速溶解于水中，水中的二價重碳酸亞鐵便被氧化成的三價鐵，三價鐵和水中的氫氧根結合生成不溶于水的氫氧化鐵
沉淀由(you)水中(zhong)析出，其反應式(shi)如下：
4Fe(HCO3)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3 ↓+8CO2
依據以上原理(li)，在地(di)(di)(di)下水除鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)，一(yi)(yi)般工藝選用二(er)步法(fa)。第一(yi)(yi)步向含鐵(tie)(tie)水中(zhong)(zhong)溶(rong)氧(yang)，將(jiang)二(er)價(jia)鐵(tie)(tie)氧(yang)化成幾(ji)乎不溶(rong)于水的(de)三價(jia)鐵(tie)(tie)，第二(er)步是過濾除去三價(jia)鐵(tie)(tie)的(de)沉淀(dian)物(wu)，使水得到凈(jing)化。 在東北(bei)地(di)(di)(di)區除鐵(tie)(tie)工藝設計中(zhong)(zhong)，分為地(di)(di)(di)上溶(rong)氧(yang)濾池過濾法(fa)和地(di)(di)(di)下溶(rong)氧(yang)地(di)(di)(di)層過濾法(fa)。所謂地(di)(di)(di)上溶(rong)解氧(yang)是將(jiang)水抽(chou)至地(di)(di)(di)面后，人為的(de)將(jiang)空氣和水接觸，使空氣中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)溶(rong)解于水中(zhong)(zhong)，再經(jing)過濾除鐵(tie)(tie)。
所謂地(di)(di)下溶解氧(yang)地(di)(di)層(ceng)過(guo)濾(lv)法，是將溶有大量氧(yang)氣的水注入回灌井內， 溶于水中的氧(yang)與水中的二價鐵生成三(san)價鐵。然后(hou)，經天然地(di)(di)下巖層(ceng)過(guo)濾(lv)后(hou)，再從水源井將水抽至(zhi)地(di)(di)面，送至(zhi)各用戶
四.地下(xia)水除鐵(tie)除錳工藝(yi)流程
地(di)上式(shi)溶解(jie)氧法除(chu)(chu)鐵(tie)(tie)除(chu)(chu)錳(meng)(meng)工藝流(liu)程(cheng)，有幾(ji)種形式(shi)。選用什么樣(yang)的(de)(de)流(liu)程(cheng)主要取(qu)決于(yu)原水(shui)(shui)的(de)(de)化學成分，如水(shui)(shui)的(de)(de)堿(jian)性；鐵(tie)(tie)和錳(meng)(meng)的(de)(de)含(han)(han)量。在(zai)北方寒冷地(di)區，當(dang)(dang)水(shui)(shui)中(zhong)堿(jian)度大于(yu)2.0mg/l；鐵(tie)(tie)小于(yu)2.0mg/l；錳(meng)(meng)小于(yu)1.5mg/l時可采用簡(jian)單(dan)爆氣(qi)一級過(guo)濾(lv)(lv)(lv)法處(chu)理，達到(dao)除(chu)(chu)鐵(tie)(tie)除(chu)(chu)錳(meng)(meng)的(de)(de)目的(de)(de)。當(dang)(dang)水(shui)(shui)中(zhong)鐵(tie)(tie)的(de)(de)含(han)(han)量大于(yu)5mg/l；錳(meng)(meng)大于(yu)1.5mg/l時一般采用二級過(guo)濾(lv)(lv)(lv)工藝，一級過(guo)濾(lv)(lv)(lv)先除(chu)(chu)鐵(tie)(tie)，二級過(guo)濾(lv)(lv)(lv)再除(chu)(chu)錳(meng)(meng)原因是當(dang)(dang)鐵(tie)(tie)和錳(meng)(meng)同(tong)時存在(zai)于(yu)水(shui)(shui)中(zhong)時，鐵(tie)(tie)能干擾(rao) 錳(meng)(meng)的(de)(de)去除(chu)(chu)，特別(bie)是鐵(tie)(tie)和錳(meng)(meng)的(de)(de)含(han)(han)量較高時，除(chu)(chu)錳(meng)(meng)就更困難。
