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行业动态
地下水除铁除锰技术
2014-05-30 08:44:43

一.含铁锰地下水的形成

铁在地球表面分布很广,地壳中的铁质多半分散在各种晶质岩和沉积岩中,它们都是难溶性的化合物。这些铁质大量的进入水中,一般通过以下几种途径:

1.含碳酸的地下水,对岩层中二价铁的氧化物起溶解作用。

在水的循环中,部分雨水由地表渗入地下的过程中,一般都要经过富含有机物的表土层。土壤中的有机物在微生物的作用下,被分解而产生出大量二氧化碳,这些二氧化碳溶于水中便使地下水含有大量的碳酸。含有碳酸的地下水经过地层的渗透和过滤,能逐渐溶解岩层中二价铁的氧化物,而生成可溶于水的重碳酸亚铁:

FeO+2CO2+H2O=Fe(HCO3)2

当岩层中有碳酸亚铁存在时,碳酸亚铁在碳酸作用下也能生成溶解于重碳酸亚铁。

FeCO3+CO2+H2O=Fe(HCO3)2

2.三价铁的氧化物在还原条件下被还原而溶解于水。在含有机质的地层中,常由于微生物的强烈作用而处在还原条件下时,水中的溶解氧被消耗殆尽,而由于有机物的分解作用,产生出相当数量的硫化氢和二氧化碳。在这种条件下,地层中的三价铁首先被硫化氢还原生成FeS沉淀。

Fe2O3+3H2S=2FeS+3H2O+S

生成的硫化铁在碳酸作用下又生成溶解于水中的Fe(HCO3)2。

FeS+2CO2+ 2H2O= Fe(HCO3)2+H2S

3.有机物质对铁质的溶解作用。有些有机酸能将岩层中的三价铁还原成为二价铁而使之溶解于水中,还有一些有机物能和铁质生成复杂的有机铁而溶于水中。综上所述,一般地下水中主要含有二价铁的重碳酸盐,此外,还可能含有可溶性的有机铁盐。

许多资料中介绍,铁和锰同时存在于天然水中,含铁地下水因地区不同,或多或少含有一定量的锰,只有量的多少不同,在此对地下水的锰的形成就不再详述了。

二.铁、锰对日常生活及生产的危害

饮用含铁地下水对人体健康,目前认为尚无影响,但也不能超过一定含量,而长期饮用含锰量较高的水,据医学上讲,可给一些人生理上造成一定的影响;含铁、锰的水可使白色织物变黄,给水管道堵塞,给人们日常生活带来许多不便。生产中,铁锰可使锅炉结垢,使离子交换树脂中毒失败;在纺织品上产生锈斑;使酿造的饮料变色变味等,尤其是锰可使水产生更大的色变,铁和锰有如此危害,因此国家规定生活用水中含铁不超过0.3mg/l,锰不超过0.1mg/l。

三.地下水除铁除锰工艺流程

地上式溶解氧法除铁除锰工艺流程,有几种形式。选用什么样的流程主要取决于原水的化学成分,如水的碱性;铁和锰的含量。在北方寒冷地区,当水中碱度大于2.0mg/l;铁小于2.0mg/l;锰小于1.5mg/l时可采用简单爆气一级过滤法处理,达到除铁除锰的目的。当水中铁的含量大于5mg/l;锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺,一级过滤先除铁,二级过滤再除锰原因是当铁和锰同时存在于水中时,铁能干扰锰的去除,特别是铁和锰的含量较高时,除锰就更困难。

在地下水除铁中,一般工艺选用二步法。第一步向含铁水中溶氧,将二价铁氧化成几乎不溶于水的三价铁,第二步是过滤除去三价铁的沉淀物,使水得到净化。