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地下水除铁的方法及特点

2018/2/5 14:02:13      点击:

    地下水一般水质较好,作为生活、生产用水水源,具有很多优点,因此优先考虑。我国很多地区地下水中铁、锰含量超标,如果水中铁、锰含量高时,除影响生活用水对色、味、嗅等感官指标的要求,在用具、洗涤物上产生斑渍外,还会影响造纸、纺织、印染、化工、皮革的工业用水。因此,当以含铁、锰的地下水作为水源时,必须进行除铁除锰处理。
    地下水中铁的含量一般为5~10mg/L,主要是Fe2+,有的地区还有Fe3+。Fe2+以FeOH+、Fe(OH)3-、Fe(HCO3)2或无机、有机络合的形式存在,Fe3+则只以无机、有机络合的形式存在。含锰量一般为0.5~2.0mg/L,一般以Mn2+的形式存在。
    地下水除铁方法:
    Fe2+在水中是极不稳定的,如果Fe2+以FeOH+、Fe(OH)3-、Fe(HCO3)2的形式存在,向水中加入氧化剂后,Fe2+能迅速地被氧化成Fe3+,Fe3+在水中的溶解度很低,很快由离子状态转化为絮凝胶体Fe(OH)3状态,很容易地从水中分离出去。当Fe2+以无机、有机络合的形式存在时,氧化速度将大大降低。
    地下水除铁就是基于上述原理,常用的氧化剂有空气中的氧和化学药剂(如CI2、KMnO4等),因此,除铁方法可分为空气氧化法和药剂氧化法两大类,空气氧化法又可分为自然氧化法和接触氧化法两种。由于接触氧化法最为经济,流程简单,应用广泛,下面进行着重介绍。
    各种除铁方法的特点

除铁方法

工艺流程

   

适用条件

自然氧化法

原水曝气反应过滤

原水曝气反应沉淀过滤

除铁效果好,构筑物体积大,投资和运行费用高,应用较少

含铁量较高时;含有其他悬浮杂质需混凝处理时

接触氧化法

原水曝气过滤

流程简单,处理费用低,可进行压力过滤,应用较多

原水含铁量不高时 

药剂氧化法

原水加药混合反应过滤

原水加药混合反应沉淀过滤

除铁效果好,运行费用高,应用较少

原水中铁以络合形式存在,用空气中的氧难于氧化时

地下水经曝气充氧后,水中的二价铁离子发生如下反应:


铁离子反应


实践证明,提高pH值可使氧化速率提高,如果pH值降低,氧化速度则明显变慢。

二价铁的氧化需要一定的时间才能完成,但如果有催化剂存在时,可大大缩短氧化时间。接触氧化法就是含铁地下水经曝气后,立即进入滤池,在滤料表面活性滤膜的催化作用下,将二价铁氧化成三价铁,并附着在滤料表面上。关于活性滤膜,人们做了大量的研究,经过曝气的含铁水流经新滤料时,初期出水含铁量较高,随着过滤的进行,在滤料表面逐渐生成深褐色的氢氧化铁覆盖膜即具有催化作用的活性滤膜,出水含铁量也逐渐降低,一段时间后达到最低。从过滤开始到出水达到处理要求这段时间,称为滤料的成熟期。