北京海揚(yáng)水處理公司針對地下水、深井水氟化物超標(biāo)生產(chǎn)的飲用水除氟設(shè)備采用活性氧化鋁吸附過濾的除氟方法。含氟的地下水經(jīng)過比表面積較大的活性氧化鋁吸附過濾層。在PH值6~7.5的條件下,水中氟離子被吸附生成難溶解的氟化物而被除去,其反應(yīng)式如下:(AL2O3)nXOH- + F- --- (AL2O3)nXF- + OH-,氟離子被吸附在濾料表面生成難溶氟化物,運(yùn)行一段時(shí)間后,活性氧化鋁失去除氟能力,需要進(jìn)行再生。吸附劑失效后,用硫酸鋁或氫氧化鈉溶液進(jìn)行再生,以恢復(fù)其吸附能力。
一、除氟設(shè)備濾料簡介:活性氧化鋁是白色顆粒狀多孔吸附劑,有較大的比表面積,是除氟比較經(jīng)濟(jì)有效的方法?;钚匝趸X是兩性物質(zhì),等電點(diǎn)約在9.5,當(dāng)水的pH值小于9.5時(shí)可吸附陰離子,大于9.5時(shí)去除陽離子。因此,在酸性溶液中活性氧化鋁為陰離子交換劑,對氟有極大的選擇性。
1.活性氧化鋁使用前可用硫酸鋁溶液活化,使轉(zhuǎn)化成為硫酸鹽型,反應(yīng)如下:
(Al2O3)n·2H2O + SO4 →(Al2O3)n·H2SO4 + 2OH
2.除氟時(shí)的反應(yīng)為:
(Al2O3)n·H2SO4 + 2F → (Al2O3)n·2HF + SO4
3.活性氧化鋁失去除氟能力后,可用1%-2%嘗試的硫酸鋁溶液再生:
(Al2O3)n·2HF + SO4 →(Al2O3)n·H2SO4 + 2F
每克活性氧化鋁所能吸附氟的重量,一般為1.2~4.5mg,它取決于:原水的氟濃度、pH值、活性氧化鋁的顆粒大小等。
二、地下水除氟設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)
1.原水PH值在8.0以內(nèi),不需要調(diào)節(jié)PH。
2.具有更好的穩(wěn)定性?;钚匝趸X等除氟材料自次再生后,除氟能量既有所下降,隨著生產(chǎn)周期的增加,下降速度也加快;多功能除氟濾料而在幾個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi),每再生一次,能量提高一次,直至穩(wěn)定為止。
3.出水水質(zhì)好?;钚匝趸X等僅能除氟而不能水質(zhì);多功能除氟濾料能水質(zhì)?;钚匝趸X出水有鋁離子增加甚至超標(biāo)問題,多功能除氟濾料則不存在這一問題。鋁離子會(huì)使人的心腦血管過早硬化,引起中風(fēng)、偏癱、大腦癡呆等。
4.抗干擾性強(qiáng)。活性氧化鋁、羥基磷酸鈣等遇有鐵、錳、硬度高的水質(zhì),粒徑會(huì)很快變小、顏色變黃、再生后功能很難恢復(fù),甚至兩三個(gè)周期即失效。多功能除氟濾料基本不受惡劣水質(zhì)的干擾,且能夠?qū)⒏蓴_物質(zhì)一并去除。
5.操作及管理簡便?;钚匝趸X等管理難度較大,弄不好就板結(jié)失效;多功能除氟濾料不存在板結(jié)問題,即使擱置幾年不用,使用前清洗一遍,即恢復(fù)至原有的吸附能力。
三、地下水、井水除氟設(shè)備的再生過程
吸附飽和的多功能除氟濾料用硫酸鋁鉀溶液再生。當(dāng)多功能除氟濾料被浸入到硫酸鋁鉀溶液中時(shí),化學(xué)平衡被破壞,氟被高濃度正電荷的鋁的羥基絡(luò)合物吸引,隨著硫酸鋁鉀溶液被排出,而硫酸鋁鉀中的K+重新與(MxDy)+發(fā)生交換并進(jìn)入除氟濾料孔道中。過剩的鋁和羥基絡(luò)合物重新借助K+在交換過程中進(jìn)行電荷傳遞作用,在多功能除氟濾料表面吸附聚集,反應(yīng)表示為:
MxDy—R·Al(OH)F2 + K+ + SO42- +H2O→R—K·Al(OH)SO4 +(MxDy)+
+Al(OH)F2 +H+