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活性氧化铝除氟

活性氧化铝除氟

文章来源:未知    作者:gymyjs     点击:

    自发现饮用水中含过量氟对人体有不良影响以来,已提出了许多除氟的方法,其中活性氧化铝是一种有效的方法。但对活性氧化铝的有效吸附容量却不清楚。即使在美国1936年提出的活性氧化铝专利中,除阐明pH值在5.0-6.5的范围里,可达到最好的处理效果外,也没有谈及它的吸附容量问题。1958年有人在试验室中得到,pH值在5.6时,它的吸附容量可达7800克/米3,同时得出出水中的氯化钠却增加了。最近有人指出,为了获得高的吸附容量,控制pH值相当重要;同时,以氟化钠配制水为例,在pH值为5.0时,最高吸附容量可达9600克/米3。另外,也有人却认为活性氧化铝除氟的容量很低。这是由于他们不了解或者不会选择最佳的pH值所致的。

    美国有两个厂采用活性氧化铝,原水含氟量分别为7.5和4.5毫克/升,已运行多年,认为不但可使氟含量降到饮用水的标准,而且运行费用也很低。其中一个厂运行达九年,另一个达六年。1978年又有一厂投入运行,原水含氟量达6.0毫克/升。由于注意了pH值的控制,一般的运行容量都超过4600克/米3。有一个厂试运行时超过7000克/米3,最高可达9200克/米3。这三个厂的原水水质如表1,第3个厂的运行曲线如图。

    用活性氧化铝除氟时,采用粒径28-48目的氧化铝,一般可分吸附处理、反冲洗、 再生和中和这样四个步骤。

    1、吸附处理:原水加硫酸把pH调到5.0-6.0。目前大家认为,当pH值固定在5.5时,除氟效果最好。因这时活性氧化铝表面最有利于吸附氟离子;另外,其它离子对活性氧化铝除氟的干扰也最小。处理水的含氟量最低(可达0.1毫克/升)。

    当原水pH值高于6.0或低于5.0时,它的除氟容量立即下降。如PH为7.0时,吸附容量只有1100克/米3。

    吸附处理时,停留时间是另一个控制因素,为了达到最高去除率,至少要有5分钟的停留时间。

    处理后的水pH值低于6.0时,水呈腐蚀性,因此,应加氢氧化钠,或者将初期高pH的出水和正常运行时的低pH出水相掺合,来调节出水pH到7.5的水平上。

    2、反冲洗:为除去吸附床中截留的悬浮固体,反冲洗速度采用5-6毫米/秒,膨胀率为50%,冲洗时间为10分钟。

    3、再生:采用1%氢氧化钠溶液,自上而下通过吸附床进行再生,流速为1.7毫米/秒。当填料厚度为1.5米时,再生时间为35分钟。随后在3.4毫米/秒的流速下,向上漂洗30分钟。每米3活性氧化铝再生药耗为27升50%的氢氧化钠。

    4、中和:再生后吸附床出水pH值介于12.5-13之间。中和之初,将原水加硫酸,把pH值调到2.5,自上而下通过吸附床。这时氟含量垂直下降,而pH虽有下降,但还很高。当氟含量降到允许值1.5-2.0倍时,出水就可接入储水箱或管网,但pH值仍较高。当出水pH值在9.0-9.5时,把原水pH值调到4;当出水pH值降到7.5以后,原水pH值调到5.5,随即开始正常运行,详见图中吸附床进水pH曲线。

    处理后出水的掺合问题。从图中曲线可知,运转前期,出水中氟缓慢地降到0.1毫克/升,运转后期,逐步上升。当出水氟含量高于最高允许值1.5-2.0倍时,就可接入用户,但全过程的平均氟含量仍低于允许值。因此,可采用水箱或多个吸附床并联运行,这样可将不同时期的出水进行有效地掺合,即一床的初期高pH出水与另一床的后期低pH值出水相混和。这样既达到调节pH值的目的,又提高了产水量。

    美国上述三个厂的运行成本:包括药剂费、电费和人工费用等,通常每升水为2-5美分,详见表2。

    1978年投产的厂3,设计能力为2800米3/日,最高能力可达4800米3/日,按1977-1978年价格计算,投资为20万美元。

    饮用水中氟的允许浓度问题。美国规定为1.4-2.4毫克/升。但具体应视当地最高日平均气温而定,详见表3。

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