用数字和符号表示2个亚铁离子
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发布时间：2024-07-03 19:27
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时间：2024-07-10 14:18
例如氯化氢（HCI）、水（H2O）等。
试样名称
化学组成
新鲜滤膜
Fe2O3·5H2O或Fe(OH)3·H2O
锈球内部物质 Fe2O3·H2O或FeOOH 新鲜滤膜 Fe2O3·6H2O或Fe(OH)3·2H2O
为试验结果。由图可见，有新鲜滤膜的锈球，降铁效果良好。而洗去滤膜的锈球则除铁效果很差，并且具有与新滤料相同的特征，它表明只有锈球表面疏松的滤膜物质才具有催化活性，而锈球内总密实的物质则没有催化活性。滤料表面这种具有催化活性的疏松的铁质滤膜，称为铁质活性滤膜。
地下水含铁浓度14mg/l；溶解氧浓度7～8mg/l；滤速10m/h。
实验表明，新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强，随着时间的延长，铁质滤膜逐渐老化，其催化活性也逐渐减退。实验是用成熟滤料进行的，实验结果如图5。停运几天以后，成熟滤料的除铁效能已大大降低，表明铁质滤膜会随时间逐渐老化而丧失其催化活性。锈球内部的密实物质，正是由老化的铁质滤膜长期积累而成。所以，滤料表面铁质活性滤膜的催化作用只有在连续的除铁过程中才能实现。滤料表面的铁质活性滤膜在过滤除铁过程中得到新的补充，从而在原来的滤膜上不断覆盖上新的滤膜，这使滤膜始终保持新鲜而具有很高的催化活性。旧的滤膜则逐渐老化丧失催化活性，久之便成为滤料表面密实的附着物。滤料表面的铁质活性滤膜的不断更新，是锈砂接触氧化除铁过程正常进行的必要条件。
已经明了，铁质活性滤膜接触氧化除铁的过程，首先是滤膜离子交换吸附水中的亚铁离子，可表示如下：
Fe(OH)3·2H2O+Fe2+= Fe(OH)2(Ofe) ·2H2O++H+
当水中有溶解氧时，被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化下迅速地水解和氧化，从而使催化剂得到再生，反应生成物又作为催化剂参与反应，所以铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程。
Fe(OH)2(Ofe) ·2H2O+1/4·O2+9/2 ·H2O= 2Fe(OH)3·2H2O+ H+
收集反冲洗水中的铁泥进行分析，发现其中基本上不含亚铁化合物。它表明被活性滤膜吸附的亚铁离子能被迅速地氧化为高铁。
按照铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程的概念，在过滤除铁过程中被截留于滤层中的铁质由于具有催化作用，应能使滤层的接触氧化除铁能力得到提高。情况确实如此。图6为除铁过程中，水的含铁浓度沿滤层深度方向分布的变化情况。其中曲线1为滤层反冲洗后1小时的浓度分布情况，曲线2为反冲洗后36小时的情况。由图可见，曲线2较曲线1的位置上移，表明随着铁质在滤层中的积累，滤层的接触氧化除铁能力有明显的提高，它证实了铁质活性滤膜接触氧化除铁是自动催化过程的结论。
五、成熟滤层的接触氧化除铁速率
水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除，经历以下诸步骤：亚铁离子由水中向滤料表面扩散；亚铁离子被滤料表面的活性滤膜吸附；被吸附的亚铁离子水解并被氧化，生成高铁氢氧化物——铁质活性滤膜。上述诸步骤中，反应速度最慢者将成为除铁速率的控制步骤。实验表明，亚铁离子向滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素。实验还表明，滤料上活性滤膜只以外表面吸附水中的亚铁离子。
根据菲克定律，亚铁离子向滤膜表面扩散时，扩散速率与水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C-C’)成正比，与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率，并认为C’很小可忽略不计，则
-dc/dt=DS/D(C-C’)≈DS/σ·C (1)
式中 t——时间，t=ml/u；
l——滤层的厚度；
m——滤层孔隙度；
u——滤速；
D——扩散系数；
S——单位体积滤层中滤膜的外表面积，S=6a(1-m)/d；
d——滤料粒径；
a——滤料的形状系数；
σ——边界层厚度；
C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。
将上列各参数代入式(1)得
-dc/dι=βC (2)
β=6Dam(1-m)/ σdu (3)
式中β称为滤层的接触催化活性系数。
当水在滤层中呈层流状态流动时，可以认为边界层厚度为一定值(σ=const)，由式
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时间：2024-07-10 14:24
亚铁离子是铁原子失去2个电子，可以再失去1个电子变为铁离子（Fe3+）
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时间：2024-07-10 14:18
