除铁
作用机理
根据氧化加过滤的方法去除水中铁离子。采用不溶性电极电解水时,阳极生成氧气,阴极产生氢气。阳极反应首先产生初生态O,然后结合成O2。电解水产生的初生态O具有较强的氧化能力,把阳极区内的Fe2+迅速氧化成低溶解度的时;生成的O2使溶解氧增加,根据式(1)的反应将水体中的Fe2+氧化成Fe3,Fe3+水解形成Fe(OH)3;固体颗粒,可以通过过滤去除。
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+ (1)
每氧化1mg二价铁约需0.14mg溶解氧。水中Fe2+的氧化反应速度可由式(1)表示。式中k1为反应速度常数。阴极电解产生1mol氢气的同时,会生成2mol的OH-,根据式(1)可以加快氧化速度。同时,用不溶性的阳极电解水,能产生大量直径小于20μm的微气泡。微气泡具有较大的比表面能,能将水中胶体集聚成较大的絮状颗粒,促使过滤过程顺利进行。
综合上述,电化学方法具有强氧化能力,产生的气泡能将分散的微粒集聚起来,改善后续过滤工艺的条件。
实验装置和方法
实验装置,过滤器的滤料为直径0.5-1.0mm的石英砂,滤层厚700mm。实验用水为城市旧管道系统流出的自来水,总铁含量平均4.0mg/L。水流从龙头流出后,顺次单程通过流量计、处理器和过滤器后排出。
在处理器进水口和过滤器出水口处取水样,采用二氮杂菲—分光光度法检测水中总铁。
实验结果和讨论
水流单程通过处理器,施加的电功率与除铁率的关系,小的电功率即有除铁效果,随着电功率增大杀菌率迅速提高,在功率80W左右杀菌率已经达到99%以上,此时折合成每立方米水耗电0.88kWh。如果采用循环处理的方法,让在处理器中没有耗尽的溶解氧在水箱中继续起作用,可以节约更多的电能或处理更大量的水。
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