如何用化学方法除铁

A. 家用地下水怎么除铁，除锰

采用锰砂过滤器对水中的铁离子和锰离子进水处理，处理工艺流程为曝气→接触氧化→吸附过滤→反洗。

工作原理

除铁锰装置的工作原理：利用氧化方法将水中低价铁离子和低价锰离子氧化成高价铁离子和高价锰离子，再经过吸咐过滤去除，达到降低水中铁锰含量的目地。滤料采用精制石英砂和精制锰砂。精制锰砂的主要成分是二氧化锰(MnO2)它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。精制锰砂中的MnO2的含量很高，其除铁效果非常理想，含铁锰地下水的PH值大于5.5与精制锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+，最后生成Fe(OH)3沉淀物经精制锰砂滤层后被去除。所以精制锰砂层起着催化和过滤双层作用。

锰砂除铁机理，除了依靠它自身的催化作用外，还有在过滤时在精制锰砂滤料表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，使能起催化作用。活性滤膜是由R型羟氢化铁R―FeO(OH)所构成，它能与Fe2+进行离子交换反应，并置换出等当量的氢离子。

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

结合到化合物中二价铁，能讯速地进行氧化和水解反应，又重新生成羟其氧化铁，使催化物质得到再生。

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

新生成的羟基氧化铁作为活性滤膜物质又参与新催化除铁过程所以活性滤膜除铁过程是一个自动催化过程。

B. 列举三种地下水除铁的方法

地下水铁锰含量高对日常生活和工业生产都会造成危害

我国饮用水标准中规定铁的含量＜0.3mg/l，锰的含量＜0.1mg/l

我国部分地区的地下水含铁量在5-15mg/l，含锰量在0.5-2mg/l

在面对如此高的铁锰含量的情况下，有什么方法能去除水中的铁锰呢

一、除铁方法

1、空气自然氧化法

含Fe2+地下水经曝气充氧后，在反应池中溶解氧将Fe2+氧化为Fe3+固体颗粒，后经混凝沉淀和过滤等工艺去除，然而滤后水中还残存能穿透过滤层的Fe3+胶体颗粒，导致出厂水总铁超标。
（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的二价铁，理论上需氧0.14mg/l,同时产生0.036mg/l的H+，但是每产生1mol/l的H+会减小1mol/L的碱度。
如水的碱度不足，则在氧化反应过程中，H+浓度增加，PH降低，以致氧化速率受到影响而变慢。
当PH在7.0以上时，氧化速率较快。

◎曝气的目的：
溶氧，散除CO2,提高PH，增大氧化速度；
◎提高曝气效果的方法是增大气-水的接触面积。
◎曝气的装置：水气射流泵曝气装置，压缩空气曝气装置、跌水曝气装置、叶轮表面曝气装置。
·气泡式曝气式装置：将空气以气泡形式分散于水中。
·射流曝气装置：应用水射器利用高压水流吸入空气，高压水一般为压力滤池的出水回流，经过水射器将空气带入深井泵吸水管中。适用于小型设备、原水铁锰含量较低且无需去除CO2以提高PH时。
·喷淋式曝气装置：将水以水滴或水膜形式分散于空气中。
·莲蓬头或穿孔管孔管曝气装置：宜设于室外，下部有集水池。
◎板条式曝气塔：填料不易堵塞，适用于高含铁地下水的曝气。
◎曝气接触曝气塔：铁质沉积于填料表面，对二价铁有接触催化作用。填料易堵塞，适用于铁含量不高于10mg/l的地下水曝气。
◎机械通风式曝气塔：曝气效果好，木板条填料不易为铁质堵塞，适用于高含铁地下水的曝气。

2、接触催化氧化法

铁质活性滤膜的除铁过程，是先吸附水中的Fe2+二价铁离子，再在滤膜催化作用下被溶解氧化，氧化生成的三价铁化合物作为新的滤膜物质又参与催化反应，所以铁质滤膜除铁是一个自动催化反应过程。具有不投药、简单曝气、流程短、出水水质好等特点。
反应生成物和催化剂是同一物质，称之为自催化反应。
铁质活性滤膜的化学组成为Fe（OH）3H2O（或写为Fe2O3.5H2O）;新鲜的滤膜具有较强的催化活性，随着时间的增长，滤膜脱水老化，催化活性也逐渐降低。
有下列反应方程式：
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+
多年工艺实践证明，接触氧化法中铁质活性滤膜对容易氧化的铁具有良好的去除效果。故在地下走只含有铁不含锰时，可优先采用此工艺。但由于我国大部分地下铁锰同时存在，因此，同时去除铁锰仍存在一些问题。

3、生物氧化除铁

Pierre Mouchet 在低溶解氧（0~0.7mg/l）和低含铁量（0.75~1.1mg/l）的情况下发现生物在除铁过程中存在很大的作用，得出生物是除铁的主要原因。
Cathene V Tremb-lay 也在低溶解氧含量下发现生物除铁作用的存在。
虽有多名学者发现生物除铁作用的存在，但是在高铁含量情况下生物除铁作用效果还未有发现。
三、除铁工艺对比

二、除锰方法

1、自然氧化法

自然氧化法除锰原理与自然氧化法除铁原理类似，但要求PH值大于9.5。仅靠曝气难以将地下水的PH值提高到此水平，需投加碱以提高PH值，使得工艺流程更复杂，处理后水PH值太高，需要酸化后才能正常使用，进一步增强了管理难度和运行费用，故这种方法不适合我国供水设施建设资金有限的现实国情。

2、强氧化剂氧化法

①、高锰酸钾氧化法

②、氯接触过滤法

(3Mn2+)+KMnO4+H2O=5MnO2+（2K+）+（4H+）

向含Mn2+水中投加KMnO4可直接将Mn2+氧化为MnO2.mH2O，KMnO4本身也还原为MnO2.mH2O，生成的高价固态锰氧化物经混凝沉淀去除。
含Mn2+的地下水投氯后，然后流入锰砂滤池，在催化剂MnO2.mH2O的作用下，氯将Mn2+氧化MnO2.mH2O并与原有的锰砂表面相结合。新生成的MnO2.mH2O必也具有催化能力，也是自催化反应。

C. 铁生锈了，如何除锈

除铁生锈的方法有：
1、白醋可以除铁锈，它是一种带有比较强酸性的物品，用它加水浸泡一段时间除铁锈效果非常好。
2、准备好酸橙汁，拿一些食盐撒在生锈处，再往上面倒入橙汁，去除铁锈效果也是不错的。
3、可以用小苏打加上薯仔一起涂抹锈迹，能很快消失。