溶解于天然淡水中的鐵含量變化很大，從每升幾微克到幾百微克,甚至超過1毫克。這主要取決于水的氧化還原性質(zhì)和pH值。在還原性條件下，二價鐵占優(yōu)勢；在氧化性條件下，三價鐵占優(yōu)勢。二價鐵的化合物溶解度大。二價鐵進入中性的氧化性條件的水中,就逐漸氧化為三價鐵。三價鐵的化合物溶解度小,可水解為不溶的氫氧化鐵沉淀。三價鐵只有在酸性水中溶解度才會增大，或者在堿性較強而部分地生成絡離子如Fe(OH)宮時,溶解度才有增加的趨勢。因此，在pH值約為6～9的天然水中，鐵的含量不高。只有在地下水中，在主要由地下水補給的河段中，以及在湖泊底層水中才有高含量的鐵。海洋中鐵的平均值為 2微克／升。工廠排放的含鐵廢水酸性很強時，鐵含量很高；含鐵廢水排入天然水體，往往由于酸性降低，產(chǎn)生三價的氫氧化鐵沉淀。新生成的膠體氫氧化鐵有很強的吸附能力，在河流中能吸附多種其他污染物，而被水流帶到流速減慢的地方，如湖泊、河口等處，逐漸沉降到水體底部。在水體底部的缺氧條件下，由于生物作用，三價鐵又被還原為易溶的二價鐵，其他污染物隨鐵的溶解而重新進入水中。
工廠排放的含鐵廢水主要是酸性采礦廢水和清洗鋼鐵表面鐵銹的酸浸洗池排出的廢水。為了除掉廢水中高含量的鐵和其他重金屬，往往向沉淀池投加石灰，以中和水的酸性，使氫氧化鐵沉淀下來。鐵對廢水生化處理構(gòu)筑物中的微生物有致死作用，例如廢水中的二氯化鐵濃度為 5毫克／升（以鐵離子計）可使活性污泥的形成減慢，抑制沉淀池和消化池中的沉淀發(fā)酵。污水中鐵的濃度達0.7～1.7毫克／升時，生物濾池的滲濾作用便受到破壞。
雖然鐵對人和動物毒性很小，但水體中鐵化合物的濃度為0.1～0.3毫克／升時，會影響水的色、嗅、味等感官性狀。例如，水體中所含的某些鐵化合物的濃度達到0.04毫克／升，便會出現(xiàn)異味。印染工業(yè)用水中鐵含量過高時，往往使產(chǎn)品出現(xiàn)難看的斑點。因此，象塑料、紡織、造紙、釀造和食品工業(yè)的用水，對含鐵量的要求比飲用水還要高。
在我國現(xiàn)行的《工業(yè)“三廢”排放試行標準》中，鐵的含量未作任何限制。但若將含鐵廢水直接排放，廢水中存在的溶解性鐵離子造成水體中的溶解氧迅速降低，排水是赤橙色且渾濁，對環(huán)境造成嚴重污染。目前，酸性含鐵廢水處理工藝主要有膜分離電解氧化法、電滲析法、氧化渦流法、曝氣絮凝法、中和曝氣后污泥循環(huán)接觸除鐵法等。本實驗探討了酸改性粉煤灰含鐵廢水處理工藝，并用活性炭進行了對比實驗。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
一、實驗方法
1.分析儀器：JJ-4六聯(lián)電動攪拌器、Metter-Toledo電子天平、722分光光度計、真空抽濾泵、烘箱等。
2.配制模擬含鐵廢水藥品：純鐵粉、分析純的硫酸、硫氰酸鉀、曲拉通X-100、高錳酸鉀、鹽酸、三氯化鐵。
3.將粉煤灰洗凈、烘干、過篩。取粒度為147μm的粉煤灰5份，各20g，置于250ml的燒杯中，分別加入不同濃度的鹽酸溶液200ml，放置24h，可不定時攪拌，經(jīng)真空抽濾、洗凈后于105℃下烘干備用。
4.將商品活性炭過篩，不同粒徑的活性炭于110℃下烘干備用。
5.用硫氰酸鉀分光光度法分析鐵的含量。
二、結(jié)果與討論
1.鹽酸改性粉煤灰對鐵的吸附
（1）取酸化改性粉煤灰各0.5g于250ml的燒杯中，加入100ml用三氯化鐵配置的含F(xiàn)e³﹢濃度為20ml/L的模擬廢水，以300r/min攪拌30min后減壓抽濾，測定吸附前后的吸光度值計算對鐵的去除率，結(jié)果如圖1所示。
用鹽酸改性后的粉煤灰對鐵的去除率都很高，當鹽酸的濃度為3mol/L時去除率最大，達98.5%（以下實驗均選用3mol/L鹽酸改性的粉煤灰）。
（2）向5個裝有100ml、含F(xiàn)e³﹢濃度為20mg/L的模擬廢水中，分別加入不同量的改性粉煤灰，考察改性粉煤灰的用量對鐵去除率的影響，結(jié)果如圖2所示。隨著吸附劑用量的增大，對鐵的去除率也隨之增大，吸附量不斷減小。當改性粉煤灰的用量為6g/L時，對鐵的去除率高達99.2%。但從吸附量看，當改性粉煤灰的用量為2g/L時，吸附量最大，其值為88mg/g。
（3）在5個250mL燒杯中各加入含鐵濃度20mg/L的模擬廢水100ml和改性粉煤灰0.5g，考察攪拌時間對鐵去除率的影響，結(jié)果如圖3所示。改性粉煤灰對鐵的吸附在40min時已達到平衡，其后因解吸而去除率降低。但吸附30min和40min后的去除率差別不大（由98.5%增加到98.9%），從經(jīng)濟的角度考慮選擇吸附30min更為合理。
（4）在100ml含鐵濃度不同的模擬廢水中分別加入0.5g的改性粉煤灰。在試驗范圍內(nèi)，隨著Fe³﹢初始濃度的增大，改性粉煤灰的吸附容量不斷增大，去除率不斷下降，如圖4所示。
（5）在5個250ml燒杯中各加入0.5g改性粉煤灰，再加入不同濃度的含鐵廢水（25℃），考察25℃時改性粉煤灰的吸附性能，改性粉煤灰的吸附等溫線如圖5所示。
2.活性炭對鐵的吸附
（1）向5個250ml燒杯中分別加入0.5g的不同粒度的商品活性炭，各加入100ml含鐵濃度為20mg/L的模擬廢水，考察活性炭的粒度對鐵吸附作用的影響，結(jié)果如圖6所示。
（2）向5個裝有100ml、含F(xiàn)e³﹢濃度為20mg/L的模擬廢水的燒杯中，分別加入不同量的活性炭，考察活性炭的用量對鐵去除率的影響，結(jié)果如圖7所示。
（3）在100ml含鐵濃度不同的模擬廢水中分別加入0.5g的活性炭，考察含鐵濃度的大小對活性炭吸附性能的影響，結(jié)果如圖8所示。
結(jié)論
與活性炭相比，用粉煤灰處理含鐵廢水，不僅來源廣，價格低廉，而且還實現(xiàn)了以廢治廢、充分利用自然資源的目標，治理廢水后的粉煤灰，還可用做建筑材料或修路、回填，對環(huán)境不造成二次污染。
