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饮用水除氟

2020-04-09 21:02

去除原水中过量的氟,使其达到GB 5749—85《生活饮用水卫生标准》规定的工艺措施。饮用水中的氟离子对人体健康的影响,主要取决于氟离子的含量。当含氟量过低时,易患龋齿;过高时易患氟斑牙、氟骨症和其他疾病。通常认为能够导致牙齿珐琅质上生长斑点的氟起始浓度是1.5 mg/L。GB 5749—85规定为含氟量不应超过1.0 mg/L,超过时必须处理。

含氟量高的原水水质特点是pH值高,碱度大。除氟的方法很多,例如活性氧化铝法、电渗析法、絮凝沉淀池、骨炭法、电凝聚法和反渗析法等。其中前3种方法应用比较普遍。

活性氧化铝法

以颗粒状活性氧化铝为吸附剂,用过滤方法吸附水中的氟离子。当活性氧化铝吸附氟离子饱和后可再生重复使用。

(1)吸附。活性氧化铝的粒径越小,吸附容量越高,一般宜为0.4~1.5 mm。为了提高吸附容量,原水进入滤池前宜投加硫酸(或盐酸、醋酸)等酸性溶液或投加二氧化碳气体,以降低pH值至6.0~7.0。若进水的pH值不调节,应采用间断运行方式,滤速2~3 m/h,连续运行4~6 h,间断4~6 h;若降低pH值,可采用连续运行方式,滤速为6~10 m/h。滤池可并联或串联运行。单个滤池吸附剂厚度常在1.5~1.8 m,当工程规模小、滤速低、进水的pH值用硫酸溶液调节时,厚度可在0.8~1.2 m之间。

(2)再生。当滤池出水含氟量超标时,对活性氧化铝就应进行再生,再生液常采用0.75%~1%的氢氧化钠溶液,也可采用2%~3%的硫酸铝溶液。再生过程可分为首次冲洗、再生、二次冲洗及中和4个阶段。当采用硫酸铝再生时,中和阶段可以省略。氢氧化钠的消耗量可按每去除1 g氟化物需要8~10 g固体氢氧化钠计算;硫酸铝的消耗量可按每去除1 g氟化物需要60~80 g固体硫酸铝计算。

电渗析法

在电场作用下,通过离子交换膜的选择透过性使水中离子作定向迁移,达到离子从水中分离。该法适用于含盐量在500~10 000 mg/L、含氟量小于12 mg/L的原水。并在除盐的同时去除氟离子。原水水质并应符合下列条件:①浑浊度小于5 NTU;②化学需氧量(CODcr)小于3 mg/L;③铁小于0.3 mg/L;④锰小于0.3 mg/L;⑤游离余氯小于1 mg/L。除氟使用的电渗析法普遍采用浓水循环和自动倒极技术,在切换电极极性的同时改变浓淡水的方向,倒极周期0.5~1 h。电渗析流程长度和极、段数应按脱盐率确定。

絮凝沉淀法

投加凝聚剂经混合、絮凝、沉淀以去除水中的氟离子。由于凝聚剂投加量大时,易引起水中SO2-4或Cl-超标,故原水含氟量不宜大于4 mg/L。处理水量宜不大于30 m3/d。

凝聚剂多采用铝盐,如氯化铝、硫酸铝和聚合氯化铝等。投加量一般为原水含氟量的10~15倍,投药后pH值将影响到去除效果,宜控制在6.5~7.5范围。由于矾花很轻,宜采用静止沉淀的方法。

除氟设备

仅活性氧化铝法有专用除氟设备,其规格和主要技术参数见表。

除氟设备规格和主要技术参数

主要配套设备有:①再生液泵;②调节原水pH值的二氧化碳钢瓶或二氧化碳发生器,若采用硫酸调节pH值,需设置稀释槽和酸液输送泵;③排液泵;④电气控制箱;⑤水质化验设备。主要测定项目为水的含氟量和pH值。主要附属建筑物有:操作间和化验值班室,规模较大时需建药剂仓库。操作间内应有再生液池和废液处理池。

发展前景

20世纪90年代以来,膜技术有了突破性的发展,使用日益普及。其中微滤(MF)和超滤(UF)由于膜孔径大,不具备除氟的能力,而纳滤(NF)和反渗透(RO),具有去除水中氟离子的功能,可用于饮用水除氟。随着生活水平的提高,饮用纯净水将成为氟病区居民的主要饮水方式。可以预料,膜法过滤将成为除氟的主要方式。

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