华北理工水质工程学教案06水的其它处理.docx
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1、课程名称:水质工程学I第周,第18讲次摘要授课题目(章、节)第六章水的其它处理6-1地下水除铁除镭本讲目的要求及重点难点【目的要求】通过本讲课程的学习,学会建立的方法,特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第六章水的其它处理6-1地下水除铁除铺一、地下水中的铁、镐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(磁盆和浴缸等)发生锈斑;衣服染色(黄色、铁锈色);沉积的Fe2O3会滋长铁细菌,阻塞管道。锌量高时:同铁的危害一样。色(微黑或浅灰色)2、我国规定:铁W0.3mglS0.lmg/13、水中的铁锅
2、:地下水溶解的矿物质,地下水缺氧,铁离子以Fe2+;Fe3+形态存在。锦离子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+:FeoHFe(OH)T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(HCOJ2F3: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。BBAI 值 st. !Btr, MMM-m ajtuM D:氯化态达原态由能斯特方程:F00591EH=EIgnE“一标准电极单位;n一电子数;FFORT1氯化态-Rn腐制F法拉第系数图中:区域En、PH高:主要是
3、由Fe(OH)3固体对平衡的控制。水中Fe.的含量一水中铁的含量很低。平衡式:Fe(0H)3+3H1Fe3+3H20区域,由碳酸亚铁FeC03固体控制水中铁的浓度。FeCO3+HFe2t+HC03铁的浓度高。除铁的重点。区域,FeS固体控制水中铁的浓度。FeSFe2+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Fe斗沉淀去除。动力学研究铁的氧化速率:4Fe2+02+IOH2O4Fe(OH)3+8H+当PH值大于5.5时,二价铁的氧化速率:=-kFe2+pHPc、(molILmin)k反应速率常数810,1L7mol2KPamin20.5时P
4、o2气相中氧的分压力,Kpa0H-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:l=-k0H-P0处%=-korPO2一大气中的氧分压,一般为21.3KPa令令=kP02:如凹71rfdtlj水的电离常数:kw=IO14pHI=扃代入式中:并令ktt=k:&PH=-lg+原可换算为:IgJ-迎叵Jl=IgS+2PHdt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)figl9-2实验与公式的情况,当PHii.除CO2fpH/地下水中不含氧,含(A很高。氧、二氧化碳略溶于水,其溶解度与温度和气体分压有关。(物化中
5、学过)当IjatmPq2=21.3KPaPox2=O.03-0.IKPa5国OO3在东!度(lUOIMPa)11“(V)一3SlIS2S)053.04.0M.0M.3l0.0.CQj.m1.4341.1941.02e.r0.750.M5方法:鼓风曝气一一将气泡分散于水中。淋水曝气一一将水分散于空气中。4、设计:理论需氧与操作复氧量理论:lmgLFe*需O.14mgLO2实际:理论值的34倍。原因:水中其它杂质耗氧;可加快二价铁氧化速度。曝气塔:(接触式曝气塔)L构造:fl9-5填料:板条;焦炭;(轻)(面积大)矿磴。曝气塔多为焦炭。粒径d=3050mm焦炭层0.30.4mo上下留净距20.6m
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