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1、农村小型饮用水除氟装置的设计与开发DesignandDevelopmentofSmallFluorideRemovalDeviceinRuralAreas作者姓名：刘贞专业名称：环境工程指导教师：邹东雷教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月29日摘要摘要农村小型饮用水除氟装置的设计与开发氟是人体必需的微量元素之一，摄取少量的氟可以有效预防龋齿，相反，长期摄入过量的氟会导致“氟中毒”，表现为氟斑牙、氟骨症和神经损伤等。目前，全国约有5000多万人饮用高氟水(氟含量>1mg/L)，现在高氟地下水的处理仍然是研究
2、热点之一。我国高氟地下水分布广泛，主要分布在东北、华北和西北地区，而高氟水地区一般是经济不发达的中小城镇和农村。针对农村经济欠发、分散式供水、农民受教育程度普遍不高的特点，一种投资少、运行成本低、操作管理简单、适合家庭使用的农村小型饮用水除氟装置，以改善农村居民的饮水环境，保障饮水安全势在必行。目前国内外所采用和正在发展的除氟技术主要包括混凝沉淀法、电凝聚法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、吸附法等，吸附法是我国饮用水除氟中研究应用最多的一种方法，常用的吸附剂有骨炭、沸石、活性炭、活性氧化铝、稀土金属氧化物、矿物土
3、等。适合农村的家用小型除氟装置比较短缺，基本可分为下进水式和上进水式，有动力和无动力式，可再生和不可再生式。本研究对常用的吸附剂进行筛选，发现改性活性氧化铝和陶瓷颗粒有良好的除氟性能，对这两张吸附剂进行优化和除氟性能研究，并探讨其再生方法和除氟机理，发现优化后的吸附剂有很好的除氟性能，吸附容量分别达到1.59mg/g和1.19mg/g较好的效果。之后又从静态和动态吸附试验研究它们的吸附性能，并通过EMS表征。对两种吸附剂进行再生实验，发现其具有良好的可再生性。在对除氟填料研究的基础上设计制作一种下进水式，无动力，可
4、再生，方便实用的小型除氟饮水器，滤芯可以连续使用至少30天，滤芯失效后由生产企业回收后集中再生，免去用户自己进行再生的麻烦，经济有效。对制作的简易装置进行试运行，并在对吸附剂再生后二次运行，运行结果较为理想，很适合农村家庭使用。关键词：除氟，装置，活性氧化铝，硅藻土IAbstractAbstractDesignandDevelopmentofSmallFluorideRemovalDeviceinRuralAreasFluorideisoneoftheessentialtraceelements.Asmallamo
5、untoffluorideiseffectiveinpreventingtoothdecay.onthecontrary,excessiveoffluorideduringlong-termmaycause"fluorosis",whicharemanifestedasdentalfluorosis,skeletalfluorosisandnervedamage.Currently,about50millionpeoplearedrinkingfluoridewater(fluoridecontent>1mg/L)
6、.Treatmentofhighfluorinegroundwaterresearchisoneofthefocusinthefieldofthedrinkingwatertreatment.Highfluoridegroundwaterarewidelydistributed,mainlyinthenortheast,northandnorthwest.Forruralareasareunderdeveloped,distributedwatersupplyandmostoffarmerswerenothighl
7、yeducated,itisessentialtodesignakindoffluorideremovaldevicewhichischeapandeasytooperationandmanagementtoprotectthesafetyofdrinkingwaterinruralareas.Currently,oftenusedfluorideremovaltechnologiesincludecoagulationprecipitation,electro-coagulation,electrodialysi
8、s,reverseosmosis,ionexchangeandadsorption.Adsorptionisthemostwidelymethodinstudiedoffluoridedrinkingwater.Commonlyusedadsorbentincludebonecharcoal,zeolite,activatedcarbon,activated
