如何用化學方法除鐵

A. 家用地下水怎麼除鐵，除錳

採用錳砂過濾器對水中的鐵離子和錳離子進水處理，處理工藝流程為曝氣→接觸氧化→吸附過濾→反洗。

工作原理

除鐵錳裝置的工作原理：利用氧化方法將水中低價鐵離子和低價錳離子氧化成高價鐵離子和高價錳離子，再經過吸咐過濾去除，達到降低水中鐵錳含量的目地。濾料採用精製石英砂和精製錳砂。精製錳砂的主要成分是二氧化錳(MnO2)它是二價鐵氧化成三價鐵良好的催化劑。精製錳砂中的MnO2的含量很高，其除鐵效果非常理想，含鐵錳地下水的PH值大於5.5與精製錳砂接觸即可將Fe2+氧化成Fe3+，最後生成Fe(OH)3沉澱物經精製錳砂濾層後被去除。所以精製錳砂層起著催化和過濾雙層作用。

錳砂除鐵機理，除了依靠它自身的催化作用外，還有在過濾時在精製錳砂濾料表面逐漸形成一層鐵質濾膜作為活性濾膜，使能起催化作用。活性濾膜是由R型羥氫化鐵R―FeO(OH)所構成，它能與Fe2+進行離子交換反應，並置換出等當量的氫離子。

Fe2+ +FeO(OH)=FeO(OFe) + +2H+

結合到化合物中二價鐵，能訊速地進行氧化和水解反應，又重新生成羥其氧化鐵，使催化物質得到再生。

Fe0(OFe)+ +O2 +H2O=2FeO(OH)+H+

新生成的羥基氧化鐵作為活性濾膜物質又參與新催化除鐵過程所以活性濾膜除鐵過程是一個自動催化過程。

B. 列舉三種地下水除鐵的方法

地下水鐵錳含量高對日常生活和工業生產都會造成危害

我國飲用水標准中規定鐵的含量＜0.3mg/l，錳的含量＜0.1mg/l

我國部分地區的地下水含鐵量在5-15mg/l，含錳量在0.5-2mg/l

在面對如此高的鐵錳含量的情況下，有什麼方法能去除水中的鐵錳呢

一、除鐵方法

1、空氣自然氧化法

含Fe2+地下水經曝氣充氧後，在反應池中溶解氧將Fe2+氧化為Fe3+固體顆粒，後經混凝沉澱和過濾等工藝去除，然而濾後水中還殘存能穿透過濾層的Fe3+膠體顆粒，導致出廠水總鐵超標。
（4Fe2+）+O2+2H2O=4Fe3+4OH- (氧化)
（Fe3+）+3H2O=Fe(OH3)↓+3H+ （水解）
（4Fe2+）+O2+10H2O=4Fe（OH）3↓+8H+
每氧化1mg/l的二價鐵，理論上需氧0.14mg/l,同時產生0.036mg/l的H+，但是每產生1mol/l的H+會減小1mol/L的鹼度。
如水的鹼度不足，則在氧化反應過程中，H+濃度增加，PH降低，以致氧化速率受到影響而變慢。
當PH在7.0以上時，氧化速率較快。

◎曝氣的目的：
溶氧，散除CO2,提高PH，增大氧化速度；
◎提高曝氣效果的方法是增大氣-水的接觸面積。
◎曝氣的裝置：水氣射流泵曝氣裝置，壓縮空氣曝氣裝置、跌水曝氣裝置、葉輪表面曝氣裝置。
·氣泡式曝氣式裝置：將空氣以氣泡形式分散於水中。
·射流曝氣裝置：應用水射器利用高壓水流吸入空氣，高壓水一般為壓力濾池的出水迴流，經過水射器將空氣帶入深井泵吸水管中。適用於小型設備、原水鐵錳含量較低且無需去除CO2以提高PH時。
·噴淋式曝氣裝置：將水以水滴或水膜形式分散於空氣中。
·蓮蓬頭或穿孔管孔管曝氣裝置：宜設於室外，下部有集水池。
◎板條式曝氣塔：填料不易堵塞，適用於高含鐵地下水的曝氣。
◎曝氣接觸曝氣塔：鐵質沉積於填料表面，對二價鐵有接觸催化作用。填料易堵塞，適用於鐵含量不高於10mg/l的地下水曝氣。
◎機械通風式曝氣塔：曝氣效果好，木板條填料不易為鐵質堵塞，適用於高含鐵地下水的曝氣。

2、接觸催化氧化法

鐵質活性濾膜的除鐵過程，是先吸附水中的Fe2+二價鐵離子，再在濾膜催化作用下被溶解氧化，氧化生成的三價鐵化合物作為新的濾膜物質又參與催化反應，所以鐵質濾膜除鐵是一個自動催化反應過程。具有不投葯、簡單曝氣、流程短、出水水質好等特點。
反應生成物和催化劑是同一物質，稱之為自催化反應。
鐵質活性濾膜的化學組成為Fe（OH）3H2O（或寫為Fe2O3.5H2O）;新鮮的濾膜具有較強的催化活性，隨著時間的增長，濾膜脫水老化，催化活性也逐漸降低。
有下列反應方程式：
Fe(OH3).2H2O+Fe2+=Fe(OH)2(OFe).2H2O+H+
Fe(OH)2(OFe).2H2O+1/4(O2)+2/5(H2O)=2Fe(OH)3.2H2O+H+
多年工藝實踐證明，接觸氧化法中鐵質活性濾膜對容易氧化的鐵具有良好的去除效果。故在地下走只含有鐵不含錳時，可優先採用此工藝。但由於我國大部分地下鐵錳同時存在，因此，同時去除鐵錳仍存在一些問題。

3、生物氧化除鐵

Pierre Mouchet 在低溶解氧（0~0.7mg/l）和低含鐵量（0.75~1.1mg/l）的情況下發現生物在除鐵過程中存在很大的作用，得出生物是除鐵的主要原因。
Cathene V Tremb-lay 也在低溶解氧含量下發現生物除鐵作用的存在。
雖有多名學者發現生物除鐵作用的存在，但是在高鐵含量情況下生物除鐵作用效果還未有發現。
三、除鐵工藝對比

二、除錳方法

1、自然氧化法

自然氧化法除錳原理與自然氧化法除鐵原理類似，但要求PH值大於9.5。僅靠曝氣難以將地下水的PH值提高到此水平，需投加鹼以提高PH值，使得工藝流程更復雜，處理後水PH值太高，需要酸化後才能正常使用，進一步增強了管理難度和運行費用，故這種方法不適合我國供水設施建設資金有限的現實國情。

2、強氧化劑氧化法

①、高錳酸鉀氧化法

②、氯接觸過濾法

(3Mn2+)+KMnO4+H2O=5MnO2+（2K+）+（4H+）

向含Mn2+水中投加KMnO4可直接將Mn2+氧化為MnO2.mH2O，KMnO4本身也還原為MnO2.mH2O，生成的高價固態錳氧化物經混凝沉澱去除。
含Mn2+的地下水投氯後，然後流入錳砂濾池，在催化劑MnO2.mH2O的作用下，氯將Mn2+氧化MnO2.mH2O並與原有的錳砂表面相結合。新生成的MnO2.mH2O必也具有催化能力，也是自催化反應。

C. 鐵生銹了，如何除銹

除鐵生銹的方法有：
1、白醋可以除鐵銹，它是一種帶有比較強酸性的物品，用它加水浸泡一段時間除鐵銹效果非常好。
2、准備好酸橙汁，拿一些食鹽撒在生銹處，再往上面倒入橙汁，去除鐵銹效果也是不錯的。
3、可以用小蘇打加上土豆一起塗抹銹跡，能很快消失。