高氟饮用水脱氟技术

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1、高氟饮用水脱氟技术陶大均李易炜，～一—————一JI(江苏省无谒市环境科学研究所，无儡214023)摘妥蒜音了国内目前使用的高氟饮用水聪技术置点舟绍两种巴用于设备制作的脱氟技木——活壁氧化铬和活化粤鲁石。目的介绍于高氟地区．对饿用球进行脱氟．对氟的地方病进行措理．关薯调苎竺星生苎～r‘一氟是人体必需的微量元素之一。但饮用水中氟含量超过1mg几时会引起儿童发生氟斑牙病．长期饮用时．会产生氟骨症、弯腰驼背、甚至不能起立、瘫痪等症状，对人体健康危害较大。高氟水在我国分布非常广泛。据统计，因饮用水中含氟量高而有地方性氟中毒

2、的地区多数在山区、半山区和农村．全国高氟区人口达七千多万。因此，必须改善这些地区的饮水环境、降低饮用水中氟的含量，对氟的地方病进行根本性防治。高氟饮用水脱氟技术的研究报道甚多，其中有混凝沉淀法、反渗透法、阴离子树脂交换法和吸附法等，现对上述脱氟技术的机理和效果分述于下。1混凝沉淀法[1]利用铝盐作为混凝剂时，水中氟离子与铝盐生成一系列培台物，经混凝作用在含氟水中产生的絮状氢氧化铝沉淀吸附脱氟。据报道，投药量应按含氟量的高低选用不同的比值．著含氟量在Srag／L以下，投铝量应比氟量大1O倍，若水中含氟量在5～9nag

3、几时．投铝量应比氟量大14倍，此时，可将水体中氟降至1rng／L以下。而含氯化物高的地下水源，适宜用硫酸铝脱氟混凝时间一般为5～6Orain，pH控制在6．5～5，可收到良好的脱氟效果。但另有报道，铝盐混凝法仅能处理含氟量小于3mg／L的含氟水，著含氟量大时，混凝剂使用量多，处理费用较大，产生污泥量多。亦可采用电凝絮法[2]，以铝板作阳极，在低电流下阳极产生A】”离子．阴极产生0H一离子．生成的活性氢氧化铝与氟化台，起到混凝沉淀法脱氟的效果。2反渗透法反渗透法不仅能除去辨离氟离子，而且能除去氟的络台离子，对不含氟络

4、合物的废水，氟的去除率可达96~98．3。实验证明．原水含氟量为4．3～10．1rag／L时，出水含氟量为0．1l～O．26mg／L。但该法电耗大，技术难度大，对于分散的用户处理高氟饮用水有一定的难收稿日期：19912～09}格回日期：1997-02-13-164·干旱l环境监第’1鸯度。3离子交换法阴离子交换树脂能吸附交换脱氟，并能降低氟至1mg／L以下．但由于地下水中含有其它阴离子，影响脱氟效果。阴离子交换树脂对地下水中主要阴离子的吸附交换能力为s0。>NO；一2>(21一>F一．因此，对于地下水而言，阴离子交

5、换树脂对氟的选择吸交换能力较低．一般交换容量在1g氟／kg村脂左右．由于阴离子交换树脂对氟缺乏很好的选择性，因此不易控制使用量．并且处理后再生费用较大。4过磷酸钙吸附法[3]过磷酸钙除具有巨大的吸附表面之外，还有OH一与F一进行交换反应，固其对氟有选择性吸附．故除氟容量大。将过磷酸钙活化处理转化为羟基磷酸钙，其OH一基团能与水中溶解的氟离子进行交换反应Ca(P0‘)。(OH)2+2F一—．(二la(P0‘)‘+20H一。过磷酸钙脱氟时，pH6～7．5为宜。pH不宜过高．以防吸附氟的解离，经过磷酸钙滤塔过游出水可使氟

6、低于lmg／L，使用后的过磷酸钙可用1氢氧化钠溶液再生。Ca(P0‘)。F2+2NaQH—a"(P0‘)。(OH)2+2NaF。再生后须用硫酸钕溶液浸泡除碱，用清水洗至中性，然后重新使用。存在的问题是运转过程中因磨损、再生损失等．年损耗率达40～60，除此外，再生周期长．约占整个周期的2／3，故备用系数增大。5活性氯化铝吸附法]活性氧化铝是氢氧化铝在较低温度(400℃～6。0℃)下焙烧而成的一种r型氧化铝，与氟离子的交换反应如下：AI：O{-AIz(SO。)a·nHzO+6F-——^J2O3·2AIF3·nH+3S

7、0l．但对于其它阴离子亦有交换吸附作用，其交换吸附程序为：OH一>PO,L-~->F一>SO．0一>C1一>NO{一。因此．对于地下水而言，活性氧化铝脱氟效果好，容量稳定，原高氟水中含氟量为10mg／L以下时，可以处理至含氟量低于1mg／L。若原水氟浓度过高，处理效果急剧下降。若原水中含肓磷酸根和过量硫酸根时．影响脱氟效果。活性氧化铝吸甜容量随pH的升高而降低，脱氟效果较好的pH为5～6．5。使用粒径—般采用0．3～O．6rrn为宜。接触时间不应少于5mln，一般控制在10min。滤层不宜太厚．滤速实际上由滤层厚度

8、和接触时间确定。使用后的活性氧化铝常用硫酸铝或氢氧化钠和硫酸再生，其反应如下：Al。O3·2AIF3·nHzO—AI2(SOt)3—-Al2O{·AJ2(SO‘)l·nH2O+2AJF3-A1：O{·2AlF3·nH2O+6NaOH—Al2O{-2A1(OH)l·nH2O__6NaF．Al2O{·2Al(OH)3·nH2O+3H2SOt—Al2O3·A12(