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处理水中含氟超标的方法

处理水中含氟超标的方法

文章来源:未知    作者:gymyjs     点击:

    处理水中含氟超标的方法

    井水中含氟超标对人体有着很大的危害性,根据我国国家生活饮用水卫生标准,井水中含氟不得超过1。0 mg/L,如果长期饮用含氟超标的水,很容易造成氟中毒,氟中毒是一种慢性全身性疾病,过量的氟进入人体后,会形成氟斑牙和氟骨症,导致牙齿呈黄色、黄褐色或黑褐色,逐渐缺损脱落;出现腰腿痛、关节僵硬、骨骼变形、下肢弯曲、驼背,甚至瘫痪等症状,老人容易骨折,影响小孩智力的正常发育。而我国很大一部份地区,井水中的含氟量都是超过国家规定的标准的,严重的地区甚至是相关规定的十几倍。

    那我们又该怎么处理氟超标的井水呢

    根据我司对井水处理的多年经验,总结出井水除氟有以下几种方法:

    1、吸附过滤法

    就是采用活性氧化铝对水中的氟进行置换过滤,活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂,有较大的比表面积,是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝是两性物质,等电点约在9.5,当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子,大于9.5时可去除阳离子。因此,在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂,对氟有极大的选择性。活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化,使转化成为硫酸盐型,

    反应如下:(Al2O3)n•2H2O+SO4 →(Al2O3)n•H2SO4 + 2OH,

    除氟时的反应为:(Al2O3)n•H2SO4+2F →(Al2O3)n•2HF+SO4

    活性氧化铝失去除氟能力后,可用1%-2%尝试的硫酸铝溶液再生:

    (Al2O3)n•2HF+SO4→(Al2O3)n•H2SO4+2F 

    每克活性氧化铝所能吸附氟的重量,一般为1.2~4.5mg,它取决于:原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。

    活性氧化铝性能特点:

    1.设备造价低廉,运行费用低,管理简便;

    2.滤料经过再生,可多次使用滤料寿命长;

    3.除氟效果好,占地面积小。一般我们推荐使用这种除氟方法.

    2、采用膜分离法

    此办法就是采用目前全球过滤精度最高的反渗透膜,对水中的氟离子进行分离,但此方法的缺点是,氟离子容易造成对膜的堵塞,所以含氟过高的水源不适宜用这种方法。

    3、絮凝沉淀法

    凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的配体交换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。与钙盐沉淀法相比,铝盐絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子都具有较好的混凝去除效果。使用铝盐时,混凝最佳pH为6.4~7.2,但投加量大,根据不同情况每m3水需投加150~1000g,这会使出水中含有一定量的对人体健康有害的溶解铝。使用聚铝后,投加量可减少一半左右,絮凝沉淀的pH范围扩大到5~8 。聚铝的除氟效果与聚铝本身的性质有关,碱化度为75%的聚铝除氟最佳,投加量以水中F与 Al的摩尔比为0.7左右时最佳。铝盐絮凝沉淀法也存在着明显的缺点,即使用范围小,若含氟量大,混凝剂使用量多,处理费用较大,产生污泥量多;氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-,Cl-等阴离子的影响较大,出水水质不够稳定,这与目前对混凝除氟机理认识还很不够有关,研究絮凝除氟机理具有明显的现实意义。

    铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂,主要有吸附、离子交换、络合沉降三种作用机理

    (1)吸附法

    铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附,最直接的证据是AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子,正电荷被部分中和,相同pH条件下ζ电位要比其本身絮体要低。另一证据是当水中SO42-,Cl-等阴离子的浓度较高时,由于存在竞争,会使絮凝过程中形成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的吸附容量显著减少。

    铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性的Al(OH)3(am)絮体,对氟离子产生氢键吸附。氟离子半径小,电负性强,这一吸附方式很容易发生,这已在铝盐除氟絮体红外光谱中得到证实。不管是化学吸附还是物理上的静电吸附,只要是离子吸附方式,就会使铝盐水解阳离子所带的正电荷降低,从而使絮体的ζ电位值下降。AC和 PAC含氟絮体的ζ电位都比本身絮体的ζ电位低,说明铝盐除氟过程中离子吸附是一重要的作用方式。

    XPS试验表明,絮体Al(OH)3(am)对NaF和HF的吸附为分子吸附。这两种吸附的具体方式尚有待于进一步研究,最有可能的是氟离子先以氢键或静电作用方式吸附到絮体上,然后钠离子和氢离子作为电荷平衡离子吸附到上面而构成分子吸附。

    (2)离子交换法

    氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近,铝盐絮凝除氟过程中,投加到水中的 Al13O4(OH)147+等聚羟阳离子及其水解后形成的无定性Al(OH)3(am)沉淀,其中的OH-与F-发生交换,这一交换过程是在等电荷条件下进行的,交换后絮体所带电荷不变,絮体的ζ电位也不会因此升高或降低,但这一过程中释放出的OH-,会使体系的pH升高,说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式。

    (3)络合沉淀法

    F-能与Al3+等形成从AlF2+,AlF2+,AlF3到 AlF63-共6种络合物,溶液化学平衡的计算表明,在F-浓度为1×10-4~1×10-2 mol/L的铝盐混凝除氟体系中,pH为5~6的情况下,主要以AlF2+, AlF3,AlF4- 和AlF52-等形态存在,这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成铝氟络合物 (AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夹杂在新形成的 Al(OH)3(am)絮体中沉降下来,絮体的IR和XPS谱图最终观察到的铝氟络离子AlFx(3-x)+一部分是络合沉降作用的结果,另一部分则可能是离子交换的产物。

    水中氟含量过高对人体伤害很大,如果发现水中含氟量偏高,一定要及时处理。这样才能预防长期饮用含氟水而对身体造成的伤害。

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