当前的世界环境

介绍

铁是许多水源中常见的主要杂质之一。存放在分配系统中的铁可以促进微生物的生长，导致饮用水中的污染。¹铁管可以在水中释放腐蚀铁。将氯和漂白粉添加到饮用水中作为杀菌剂，氧化和腐蚀铁。作为饮用水质量标准规定铁含量为0.3ppm或更低。²

虽然铁是血液中氧气运输的必需矿物质，但由于其金属口味变色，气味，浊度和染色，其在一定水平上方的地下水中的存在使水无法使用。饮用水中的铁“超负荷”可能会导致呕吐，出血和循环障碍。^4.熨斗与茶，咖啡和其他饮料结合，它产生惰性，黑色外观和严厉，不可接受的味道。在含有过量的铁的水中烹饪的蔬菜变暗，看起来不吸烟。^5.

铁主要存在​​于水中的两种形式，无论是可溶性的黑色铁还是不溶性的铁。含有含铁铁的水是透明和无色的，因为铁完全溶解。当暴露在空气中时，水转动多云，红棕色物质开始形成。这种沉积物是铁的氧化或铁形式，其不会在水中溶解。^5.氧化速率不快，这种还原形式可以在曝气水中持续一段时间。这发生在pH低于6的时候。此外，铁可以在水中与腐殖质和单宁物质形成稳定的复合物，甚至比单独的无机物种更抗氧化。^6.

铁的测定在新供水的探索中非常重要，特别是来自孔井和其他地表水源。饮用水只有在其上存在的过量铁的基础上才能被拒绝。当含水铁以上0.3 ppm时，有必要确定化学处理是否可以去除过量的铁，如果似乎是可行的，则要完成最佳化学处理的选择。

通气是从地水中除去铁的最常见方法。^3.在通气过程中，可溶性铁铁转化为不溶性的菲州，这可以容易地与系统分离。由于铁的天然空中氧化进入其高氧化物，表面水中的铁含量非常低，随后分离出来。有各种方法可以从地下水中除去铁。它们是离子交换方法，^7.氧化与氧化剂如氯和高锰酸钾，^{8 9}超临界流体萃取,^10.生物修复，^4,11用石灰石处理。^12,13.磁选。^9.并使用活性炭和其他过滤材料。^14、15

本研究旨在开发一种廉价且易于轻松的技术，以防止由于饮用水中的过量铁而导致的健康障碍。通过选择椰壳炭作为基板材料来开发铁去除系统。MNO2有效地掺入椰壳壳体上，用于吸收来自受污染的水的铁。开发的技术似乎非常有效地降低了低于0.3ppm的铁浓度。

实验

基材材料

椰子壳木炭是用马弗炉在900°C的温度下加热半裂的椰子壳4小时制成的。准备好的椰壳木炭使用球磨机粉碎，并使用标准的筛子进行筛分，以获得所需的颗粒大小。椰壳炭的工业分析如下:

表1：邻近组成

S. No.参数组成（％）	S. No.参数组成（％）	S. No.参数组成（％）
1固定碳（％）76.2	1固定碳（％）76.2	1固定碳（％）76.2
2挥发物质（％）15.4	2挥发物质（％）15.4	2挥发物质（％）15.4
3灰分（％）6.3	3灰分（％）6.3	3灰分（％）6.3
4水分（％）2.1	4水分（％）2.1	4水分（％）2.1

吸附过程

通过在双蒸馏水中添加计算量的FeSO 4来制备铁污染的水（10.0ppm）。对该研究采用的水的特征在下表中给出。

表2:水的特性

美国没有。参数值	美国没有。参数值	美国没有。参数值
1 pH 6.35.	1 pH 6.35.	1 pH 6.35.
2电导率（μMHO）178	2电导率（μMHO）178	2电导率（μMHO）178
3浊度(NTU	3浊度(NTU	3浊度(NTU
4 FE（PPM）10.0	4 FE（PPM）10.0	4 FE（PPM）10.0

将100ml水在接地上加入停塞锥形烧瓶，并与粒径0.4mm的所需量的椰壳壳（viz.100ppm，200ppm ...）混合。使用Red Devil Shaker搅拌烧瓶以搅拌确定时间（5分钟）。然后允许烧瓶静止。经过定期的时间间隔，使用Whatman No.41滤纸来过滤水，并通过使用Elico -SL 159 uv-分光光度计通过比色方法确定水中的铁。用铁浓度在水中吸入含量的斑块。

铁停留时间的吸附变异

实验设置与上述相同。实验中的唯一改性是给予吸附剂的不同停留时间（1小时，2小时，3Hr和4小时），以从溶液中除去铁。该研究的目的是优化储存时间以在水中去除铁。绘制图表在水中的铁浓度与停留时间。

铁吸附随振荡时间的变化

给系统不同的震动时间(5min, 15min, 30min)，并测量从溶液中取出的铁量。本研究旨在优化吸附剂与吸附剂的最佳配比。

吸附剂粒径的变异，用于在水中吸附铁

吸附剂的粒径为0.4mm至0.2mm，以了解吸附剂的有效尺寸，用于最大限度地吸附来自水的铁。还提供了不同的停留时间来确保最大吸光度。该研究不仅旨在揭示木炭的最大吸附容量，而且还要知道可以在水系统中实施的吸附剂尺寸的实际可行性。

MNO2改性吸附剂

通过将计算量的KMNO 4加入粒径0.4mm的炭，并在60℃的温度下干燥1小时，通过将计算量的KMNO 4加入木炭中以木炭结合到木炭中。在水系统中加入改性的椰子壳（100ppm）。摇晃时间为5分钟。估计从具有不同停留时间的系统中除去的铁的量，并绘制了停留时间。

结果与讨论

从水中除去铁的炭的优化图1显示了通过改变椰壳壳木炭（0.4mm尺寸）和住宅的量从水中取出的铁量
时间，持续摇动时间为5分钟。

图1：木炭量对铁吸附的影响 点击此处查看数字

从图中可以清楚地看出，椰壳炭对去除水中的铁含量非常有效。随着活性炭浓度和停留时间的增加，水中除铁量也增加。从图中可以看出，浓度在500ppm以上的木炭可以略微提高系统中铁的脱除效果。因此，以500ppm的椰壳炭为最佳浓度。随着停留时间的增加，除铁量也增加。这是由于吸附剂通过增加吸附剂与吸附剂之间的接触时间对铁的吸附更多。当停留时间为4小时时，可得到最大除铁效果。水停留3小时以上的铁含量下降很低，因此研究不关注停留4小时以上的铁含量。添加1000ppm的椰壳炭，停留时间为4小时，可使铁浓度由10.0 ppm降至0.5 ppm。这个值高于标准值(0.3 ppm)。 So further study focused to increase the shaking time of the system.

振荡时间对水中除铁效果的影响

摇动时间从5分钟到30分钟增加，并注意到各种停留时间的铁去除量。该曲线图绘制了抗摇动时间的铁的量，并在下面给出。

图2：具有摇动时间的铁吸附的变化 点击此处查看数字

随着振荡时间的增加，除铁量也增加。这是由于吸附质和吸附剂的适当混合。但由于在实际环境中很难实现，因此增加振动时间的重要性不大。在振荡时间为30分钟、停留时间为4小时的条件下，用500 ppm椰壳炭制得的体系中最低铁含量为0.5 ppm。

椰子壳木炭粒径吸附铁的行为

在图3中给出了椰子壳木炭粒度的铁的吸附行为。3。

随着粒度减少铁从水的椰子壳木炭上吸附的铁量增加。这是由于吸附剂的更有效的吸附表面区域，用于吸附铁。

通过使用尺寸为0.2mm的500ppm椰子壳木炭，铁浓度在水中降低到0.3ppm的标准值，并在不增加摇动时间超过5分钟的情况下给出4小时的停留时间。在使用具有0.2mm的椰壳壳的同时注意到问题是，沉淀吸附剂并从系统中取出它是非常困难的。因此，发现将粒径降低到0.4mm以下几乎不可行。


MnO2掺入木炭对铁吸附的影响

MNO2改性木炭已经引入系统中，并估计铁的去除并与裸炭水系统进行比较。研究结果在图4中给出。4。

图3：椰子壳粒径吸附铁的吸附变异 点击此处查看数字

结果表明，MnO2改性椰壳炭在静置4小时后，可使水中铁含量降至0.2 ppm。除铁率的提高是由于MnO2粒子的加入增加了有效吸附位点，以及这些MnO2粒子将Fe2+氧化为Fe3+的催化作用。Fe3+沉淀在固体上，形成水合氧化铁包覆碳。

图4：MnO2掺入的炭用于耐铁的效果 点击此处查看数字

结论

• 已发现椰壳炭是一种良好的吸附剂，以除去饮用水中的铁，发现最佳浓度为500ppm。
• 随着椰壳壳木炭的粒度降低，铁移除增加。但由于难以从系统中除去吸附剂，因此不能推荐超过0.4mm的粒径。
• 随着摇动时间增加，吸附也会增加。由于在实际情况下施加的限制，这里也无法建议更震动时间
• 发现在水中除去铁的最佳停留时间为4小时
• 在不增加pH的情况下，添加MnO2椰壳炭对0.3 ppm以下的水中的铁含量有很好的去除效果。

参考

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