饮用水除氟滤料性能的初步研究

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1、293理论研究饮用水除氟滤料性能的初步研究左翔字，王莉(郑州大学水利与环境学院，郑州450001)摘要：对粉煤灰，氧化铝，活性氧化铝的除氟效能及活性氧化铝的除氟影响因素进行了研究。研究结果表明，对于低浓度舍氟水，少量粉煤灰无除氟性能；氧化铝及粉煤灰一氧化铝混合滤料除氟性能不佳；活性氧化铝有较好除氟效果，出水氟浓度可达国家生活饮用水标准。在处理1Omg／L模拟含氟地下水时，除氟率随吸附时间的增加而增大，15min时趋于稳赶对于不同浓度舍氟水，随着原水浓度的增大，除氟率星下降趋势。同时，正交试验表明，在60℃、pH=6的

2、条件下，活性氧化铝吸附5mg／L含氟水15min，除氟率达到最高。吸附过程符合Fruendi1ch等温吸附模型；E1ovich方程对F一吸附过程的拟合度相对不高。关键词：饮用水；除氟；粉煤灰；氧化铝；正交试验1引言摇匀。将50mL容量瓶中溶液倒入50mL烧杯中，调节pH为5～6，加入搅拌子，连续搅拌，同时放入参比电极和氟电极，待电位稳定氟广泛存在于自然水体中，是人体必需的微量元素之一。《生后读取电位值(E)。记录数据，测定氟离子含量。除氟率(Q)及活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定，饮用水中氟化物浓吸附

3、量(q)以式(2)和式(3)计算。度限值为1．Omg／L，过量将会引发慢性氟中毒。目前的除氟工艺Q(％)=(CO．C1)／C0*100％(2)主要有吸附法、点凝聚法、反渗透法、离子交换法、化学沉淀法q(mg／g)=V(co—C1)／M(3)和混凝沉降法。这些方法中，离子交换法费用高，电凝聚法及反式中，co为氟离子初始质量浓度(mg／L)；C1为氟离子残渗透法装置复杂，都极少采用。化学沉淀法和混凝沉淀法并不适余质量浓度(mg／L)；V为原水体积(L)；M为除氟剂投加量(g)。用于饮用水处理。l。吸附法由于操作方便，成本

4、低，更适用于家庭饮水除氟。3结果与讨论吸附剂中，氧化铝作为滤料被广泛应用于除氟工艺。另外，3．1粉煤灰除氟效果探究贮暂目0b4}g000O0O00O粉煤灰亦具有一定的吸附作用，它是从煤燃烧后的烟气中收捕下粉煤灰实验部分，主要采用5mg／L含氟水进行实验，水样均为来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物，是我国当前排量较m∽呲嘶l堇l兰呲叭0100mL，通过投加不同质量粉煤灰进行吸附，观察其除氟效果，投加大的工业废渣之一。本文通过对不同滤料的静态烧杯实验，研究质量分别设定为g、5g、lOg、15g,实验结果见图1。了粉煤

5、灰一氧化铝混合滤料的除氟性能及活性氧化铝的等温吸附特性和影响因素，利用准二级动力学模型分析了活性氧化铝对氟的吸附作用规律，以期对地下高氟饮用水的水质有所改善。2实验部分2．1材料实验所用粉煤灰来自郑州大学工学院，氧化铝含量≥98．5％，活性氧化铝粒径为3．0～5．0ram。氟离子水样以NaF(分析纯，AR)配置。2．2含氟离子模拟水的配置Massm憧称取NaF0．2210g，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。图1粉煤灰用量对氟吸附效果的影响此溶液每毫升含F一0．1mg。由该贮备液制备O．01mg／mL氟化物

6、标准溶液和浓度分别为5mg／L、10mg／L、30mg／L、50mg／L的F．由以上图表知，粉煤灰除氟率近于0，其对含氟水吸附性能十溶液。分不明显，处理水质未达到国家饮用水卫生标准。粉煤灰除氟效2．3总离子强度缓冲溶液(TISAB)的制备果与其粒径、改性方式等自身性质亦有紧密联系[5。笔者认为工O．2mol／L柠檬酸钠——1mo1／L硝酸钠：称取58．8g二水合柠学院所取粉煤灰性能不佳的主要原因在于实地所取粉煤灰杂质过檬酸钠和85g硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节pH至5～6，转入多，且存储时间过长，吸附性受到一定程度的

7、影响。有关文献指出，1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。用粉煤灰处理含氟废水，可使含氟浓度为2o～100mg／L的原水2．4测定方法除氟率达到50％以上。但对于低浓度含氟水，粉煤灰吸附效果溶液中氟离子的测定采用离子选择电极法测定。绘制E(mV)一并不理想。1ogCF一(mg／L)标准曲线，得标准曲线方程为式(1)3．2氧化铝除氟效果探究y0．0184x+4．2604(1)为充分比较氧化铝与粉煤灰的除氟效果，氧化铝的实验部分依式中，x为氟离子浓度以1O为底的对数(mg／L)；y为电位值(mV)；然使用5mg／L含氟

8、水进行，水样均为100mL，投加不同质量Al0，对R2=0．9991，线性关系较好。其进行吸附，质量分别设定为0．2g、O．5g、0．8g、lg、3g、5g、8g、2．5吸附实验10g，实验结果见图2。通过静态烧杯实验进行吸附，搅拌速度40r／rain，絮凝沉淀，取由图2可知，氧化铝与粉煤灰相比，除氟效果更为明显，处上清液20mL于50mL容量