地下水除铁除锰讲解PPT教学课件

9
1.2 二价铁、锰的性质
• 铁和锰化学性质相似，常共存于地下水中，但铁的氧化 还原电位低于锰，更容易被空气中的氧气氧化，相同PH值 时二价铁比二价锰的氧化速率快，以致影响二价锰的氧化， 因此地下水除锰比除铁困难。
(F3 e/F2 e )0.7V 71
(M n O 2/M n 2 ) 1 .2V 3
❖ 气泡式曝气装置：将空气以气泡形式分散于水中。
❖ 射流曝气装置：应用水射器利用高压水流吸入空气，高压
水一般为压力滤池的出水回流，经过水射器将空气带入深
井泵吸水管中。适用于小型设备、原水铁锰含量较低且无
需去除CO2以提高pH时。
2020/10/16
17
2.1 空气自然氧化法
2020/10/16
18
板条式曝气塔
机械通风式曝气塔
23
2.2 接触催化氧化法
原水
曝气装置
接触过滤池
Cl2 除铁水
地下水水质较好，但铁锰含量超标却是一个较为普遍的 污染特征。地下水中的铁（Fe 2+）锰(Mn2+ )是由于岩石和矿 物中难溶化合物的铁锰质的溶解而致。
2020/10/16
4
1) 铁的来源ຫໍສະໝຸດ 1.1 铁锰的来源三价铁氧
2020/10/16
5
1.1 铁锰的来源
2020/10/16
6
2) 锰的来源
1.1 铁锰的来源
如水的碱度不足，则在氧
化反应过程中， H+浓度增加 ，pH降低，以致氧化速率受 到影响而变慢。
当pH在7.0以上时，氧化 速率较快。
2020/10/16
16
2.1 空气自然氧化法
• 曝气的目的： 溶氧，散除CO2 ，提高pH ，增大氧化速度；
• 提高曝气效果的方法是增大气—水的接触面积。
• 曝气的装置：水气射流泵曝气装置，压缩空气曝气装置、 跌水曝气装置、叶轮表面曝气装置。
地下水除铁除锰
20151713049t 20151713011t
2020/10/16
1
高等水化学——重庆大学城市建设与环境工程学院
目录
2020/10/16
2
高等水化学——重庆大学城市建设与环境工程学院
1. 铁锰的来源、性质、危害
2020/10/16
3
1.1 铁锰的来源
铁(Fe)、锰(Mn)是地壳的主要构成元素，广泛存在于自 然界中。地下水清澈透明，是我国城镇和工矿企业的重要 水源，主要分布在东北、华北、西北地区。我国有18个省 市达3.1亿人口的地区蕴藏着丰富的含铁含锰地下水资源， 在松辽流域和广大北方地区多有以含铁、锰水为主要甚或 唯一水源的城镇。
2020/10/16
7
1.2 二价铁、锰的性质
铁、锰具有相似的原子半径、离子半径及电负性，从而表现出相似 的化学性质。二价的铁、锰都溶于水，在还原性的地下水、湖泊深层 水甚至少数河流水中往往伴生存在。 1) 铁的溶解度
2020/10/16
8
2) 锰的溶解度
1.2 二价铁、锰的性质
2020/10/16
2.1 空气自然氧化法
2020/10/16
19
2.1 空气自然氧化法
2020/10/16
20
2.1 空气自然氧化法
❖ 喷淋式曝气装置：将水以水滴或水膜形式分散于空气中。
❖ 莲蓬头或穿孔管曝气装置：宜设于室外，下部有集水池。 • 板条式曝气塔：填料不易堵塞，适用于高含铁地下水的
曝气。 • 曝气接触曝气塔：铁质沉积于填料表面，对二价铁有接
②人长期服用含铁锰过高的地下水会导致慢性中毒而引发地方病。铁在人 体内累积会损害胰腺(导致糖尿病)、肝脏(肝硬变)、皮肤，体内过多的铁质也 会增加传染病的感染。人体内含铁量超过正常的10～20倍，就会出现慢性中毒 症状，导致的疾病主要有肝硬化、软骨钙化、糖尿病。人体摄入过量的锰早期 头晕头痛、记忆力减退、情绪不稳定，晚期则出现肌肉僵直、肢体震颤、发烧 、呼吸困难，有些用抗菌素治疗也无效。甚至断绝摄入后，所得疾病还会继续 发展不可治愈。长期接触锰还会引起中枢神经系统、呼吸系统方面的疾病。
触催化作用。填料易堵塞，适用于含铁量不高于10mg/L 的地下水曝气。 • 机械通风式曝气塔：曝气效果好，木板条填料不易为铁 质堵塞，适用于高含铁地下水的曝气。
2020/10/16
21
2.1 空气自然氧化法
2020/10/16
喷淋式曝气装置
22
2.1 空气自然氧化法
接触式曝气塔
2020/10/16
2近020百/10年/16来饮用水除铁除锰机制和工程技术一直是一个难以突破的热点11 研 究课题。
1.4 含铁含锰地下水水质
❖ 我国含铁含锰地下水分布广泛，《生活饮用水卫生标准》 规定： 铁＜0.3mg/L 锰＜0.1mg/L
❖ 我国部分地区的地下水
含铁量多在 5~15mg/L 含锰量多在 0.5~2.0mg/L
2020/10/16
12
高等水化学——重庆大学城市建设与环境工程学院
2. 地下水除铁方法
2020/10/16
13
2.1 空气自然氧化法
原水
曝气
沉淀池
滤池
Cl2 除铁水
2020/10/16
14
2.1 空气自然氧化法
含Fe2+地下水经曝气充氧后，在反应池中溶解氧将Fe2+氧化 为Fe3+固体颗粒，后经混凝沉淀和过滤等工艺去除。然而 滤后水中往往还残存能穿透滤层的Fe3十胶体颗粒，导致出 厂水总铁超标。
4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH-
（氧化）
Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
（水解）
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+
PH<5.5时，铁的氧化速率是非常缓慢的。
2020/10/16
15
2.1 空气自然氧化法
每氧化1mg/L的二价铁， 理论上需氧0.14mg/L，同时 产生0.036mg/L的H+。但是 每产生1mol/L的H+会减小 1mol/L的碱度。
2020/10/16
10
1.3 铁、锰的危害
铁和锰是生物体必需的微量元素，但铁锰过量会对人类的生产和生活带来严 重的危害。
①地下水中二价铁离子经空气中氧氧化成三价铁形成沉淀使水体浑浊。水 中含铁浓度大于0.3mg／L时，水就变浑，超过1mg／L时水具有铁腥味。
特别是水中含有过量的铁质，作为洗涤用水时，能在纺织品上生成锈色斑 点。染色时，能与染料结合，影响色调的鲜艳性。造纸工业中，使纸浆变黄， 染色效果降低。生活中，在光洁的卫生用具上，与水接触的墙壁和地板上，都 能染上黄褐色斑，难以清除。