地下水化学氧化除铁除锰技术研究-市政工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 PAGE PAGE 4 很重视地下水中铁、锺的去除，根据各国自己的水质情况，采用各种处理方法，来 满足用水标准。 1.2 地下水中铁、锺存在状态川 1.2.1 地下水中铁的存在状态 铁在地球表面分布很广，含量很高。在地壳的表层〈深至 15 米)，铁的含量约 为 6.1%，仅次于氧、硅和铝，排第四位。其中约3.4%为二价铁的氧化物，约 2.7% 为三价铁的氧化物。在地壳中，铁质多以难溶性的化合物的形式存在于各种晶质岩 和沉积岩中。通常，这些铁质多以以下几种途径进入地下7}.: 1.被岩层中含碳酸的地下水溶解 。土壤表层富含有机物，这些有机物在被微生 物分解的过程中，会产生大量的二氧化碳。在水的循环中，部分江水在经富含有机 物的表层土壤渗入地下的过程中，便会便有机物分解产生的二氧化碳溶于水井渗入 地下，从而提高地下水中碳酸的浓度。另外，由于复杂的水文地质化学作用，在具 有沉积岩的深层地下水中也常含有大量的碳酸。 岩层中二价铁的氧化物，在含有碳酸的地下水经过地层的过滤时，被逐渐溶解， 生成可榕性的重碳酸亚铁: FeO+2C02+H20=Fe(HC03)2 (1-1) 2.在一定的还原条件下三价铁的氧化物被还原而溶解于水。地层中微生物的强 烈作用，常使富含有机物的地层处于厌氧条件下，水中的溶解氧被消耗殆尽。然而， 有机物在厌氧分解的过程中，会有相当数量的硫化氢、 二氧化碳和泪气生成。在这 种条件下，硫化氢可以将地层中的 三价铁的氧化物还原成二价铁的氧化物而溶于地 下水中，反应过程如下= Fe203+3H2S=2FeS+3日20+8 生成的硫化铁在碳酸作用下溶于水中: ( 1-2) FeS+2C02+2H20=2Fe(HC03 )2+H2S (1-3) 这可能是河漫滩地区地下水中铁质的重要来源。特别是不少河漫滩地区的含铁 地下水中含有微量的硫化氢，更证明地 层中厌氧还原状态的存在。 .被有机物质的溶解作用。除了岩石中的 二价铁会被地层中的某些有机酸溶解 外，三价铁还会被地层中的某 些有机物质还原成二价铁而溶解到地下水中，甚至在 有些情况下，铁质还会和一些有机物质生成复杂的有机铁而溶于地下水中。 .铁的硫化物被氧化而溶于水中 。例如: 2FeS2+702+2H20=2FeS04+2日2S04 这常是酸性矿水中铁质的主要来源。  ( 1-4) 根据以上几点关于铁质的来源途径的介绍，我们可知，地下水中 的铁一般以二 价铁的重碳酸盐的形式存在，此外还有可能含有可溶性的有机铁。硫酸亚铁在地下 水中存在的情况十分少见，再加上 二价铁的重碳酸盐是较强的电解质，它在水中能 够离解: Fe(HC03)2=Fe2++2HC?3- (1-5) 由此可知，地下水中的二价铁主要是以二价铁离子 ( Fe2+) 的形式存在的，又 知地下水的 pH 值一般大于 5，三价铁在此种情况下的溶解度很小， 因此， 一般三 价铁在地下水中的含量甚微。 1.2.2 地下水中锚的存在状态 地下水中的锚，通常是由于岩石和矿物中锚的氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸 盐等溶解于水中所致。例如 ，含二价锚的菱髓矿( MnC03) 溶于含碳酸的水中: MnC?3+C02+H2?=Mn(HC03)2 ( 1-6) 高价锚的氧化物，如水钮矿 (Mn?OH) 、软锚矿(Mn?2) 、黑锚矿(Mn3?4) 等，在缺氧的还原环境中，能被还原为 二价短而溶于含碳酸的水中。此外。在富含 有机物的水中 ，还可能存在有机髓。 水中的健可以有从正二价到正七价的各种价态 ，但除了正二价和正四价以外其 他价态的锺在中性的天然水 中一般不稳定，所以实际上可以认为它们不存在。在止 二价与正四价中，正四价健在天然水中共的溶解度甚低 ，不足为害。所以在天然地 下水中，溶解状态的锺主要为二价链。 1.3 水中铁链的危害及用水要求 1.3.1 铁、键的危害 铁、健都是构成生物体的基本元素，少量的铁、锚对人体是有益的，但是铁、 链过量也会给人们的生活和生产带来很多不便和危害。 从生理学上讲，人体内若摄入过多的铁，则会诱发糖尿病、肝硬变、皮肤病等 疾病 ，还有研究表明 : 从生物摄取铁的过程看，过多的铁质会增加传染病的感染: 反之，铁质较少就不容易感染疾病[1 41。锚的生理毒性比铁的 更加严章 ，镜及其无机 -、 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 PAGE PAGE 4 盐类危害甚大，在我国《职业性接触毒物危害程度分级》中被列为极度危害物质(l 级) (15)。人体摄入过量的锚，会引起相关器官的疾病。如锺伺倭病