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分类：高等教育论文发表
时间：2011-02-25 14:11
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浅谈地下水的除氟方法
沂源县田庄水库张振利周立波于海霞
我国地下水含氟地区的分布范围很广，因长期饮用含氟量高的水可引起慢性氟中毒，特别是对牙齿和骨骼产生严重危害，轻者患氟斑牙，表现为牙釉质损坏，牙齿过早脱落等，重者则骨关节疼痛，甚至骨骼变形，出现弯腰驼背等，完全丧失了劳动能力，所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L.
在饮用水的除氟方法中，应用最多的是吸附过滤法，作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝，其次是骨炭，主要成分是磷酸三钙和炭，因此骨炭过滤称为磷酸三钙吸附过滤法。两种方法都是利用吸附剂的吸附和离子交换作用，是除氟的比较经济有效的方法。
1、 活性氧化铝法除氟
活性氧化铝是白色颗粒状多空吸附剂，有较大的比表面积。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，再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。
（1）、活性氧化铝在使用前可用硫酸铝溶液活化，使其转化成为硫酸盐型。
(AL2O3)n．2H2O+SO42-→(AL2O3)n.H2SO4+2OH-
(2)、除氟时的反应为：（AL2O3）n.H2SO4+2F-→(AL2O3)n.2HF+SO42-
(3)、活性氧化铝失去除氟能力后，可用1%～2%浓度的硫酸铝溶液再生：
(AL2O3)n.2HF+SO42-→(AL2O3)n.H2SO4+2F-
活性氧化铝除氟有下列特性：
〈1〉、PH影响
在原水含氟量为C0=20mg/L，取不同PH值的水样进行试验的结果可以看出，在PH=5～8范围内时，除氟效果较好，而在PH5.5时，吸附量最大，因此如将原水的PH值调节到5.5左右，可以增加活性氧化铝的吸附效率。
〈2〉、吸氟容量
吸氟容量是指每1g活性氧化铝所能吸附的重量，一般为1.2～4.5mgF-、gAL2O3.它取决于原水的氟浓度、PH、活性氧化铝的颗粒大小等。在原水含氟量为10和20mg/L的平行对比试验中，如保持出水F-在1mg/L以下时，所能处理的水量大致相同，说明原水含氟量增加时，吸氟容量也相应增大。进水PH值可影响F-泄露前可以处理的水量，PH=5.5视为最佳值。颗粒大小和吸氟容量成线性关系，颗粒小则吸氟容量大，但小颗粒会在反冲洗时流失，并且容易被再生剂NaOH溶解。国内常用的粒径是1～3mm，但已有粒径为0.5～1mm的产品。
由此，加酸或家CO2调节原水的PH值到5.5～6.5之间，并采用小粒径活性氧化铝，是提高除氟效果和降低制水成本的途径。
活性氧化铝除氟工艺可分成原水调节PH值和不调节PH值两类，调节PH时为减少酸的消耗和降低成本，我国多将PH控制在6.5～7.0之间，除氟装置的接触时间应在15min以上。
除氟装置有固定床和流动床。固定床的水流一般为升流式，虑层厚度1.1～1.5m，移动床率层厚度为1.8～2.4m。
活性氧化铝柱失效后，出水含氟量超过标准时，运行周期即告结束须进行再生。再生时，活性氧化铝柱首先反冲洗10～15min，膨胀率为30%～50%，以去除率层中的悬浮物。再生液浓度和用量应通过试验，一般采用AL2(SO4)2再生时为1%～2%，采用NaOH时为1.0%。再生后用除氟水反冲洗8～10min。再生时间约1.0～1.5h.
2、 骨炭法
骨炭法是仅次于活性氧化铝而在我国应用较多的除氟方法。骨炭的主要成分是羟基磷酸钙，其反应如下：
Ca10(PO4)6(OH)2+2F-＝Ca10(PO4)6.F2+2OH-
当水的含氟量高时，反应向右进行，氟被骨炭吸收而去除。骨炭再生一般用1%NaOH溶液浸泡。然后再用0.5%的硫酸溶液中和。再生时水中的OH-浓度升高，反应向左进行，使虑层得到再生又成为羟基磷酸钙。
骨炭法除氟较活性氧化铝法的接触时间短，只需5min，且价格比较便宜，但是机械强度较差，吸附性能衰减较快。
当然，除了以上较普遍的除氟方法还有混凝法、电渗析除氟法。
