活性氧化鋁飲水除氟新工藝的工程化研究
摘要:研究了活性氧化鋁飲水除氟技術(shù),并將其與密實(shí)移動(dòng)床吸附裝置相結(jié)合。結(jié)果表明,活性氧化鋁—密實(shí)移動(dòng)床飲水除氟技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):吸附容量較高、處理水量大、可連續(xù)運(yùn)行、產(chǎn)水的氟含量合適(0.5~1.0mg/L)、設(shè)備尺寸較小。確定了載氟氧化鋁用少量NaOH 溶液處理后水淋洗的工藝,并對(duì)其中部分高濃度含氟、鋁廢水,制定了石灰沉淀—硫酸調(diào)整最終廢水pH值的處理工藝,確保了除氟工程的環(huán)保要求。本研究為活性氧化鋁飲水除氟工程化奠定了基礎(chǔ),同時(shí)還可以提供按水處理量所采用的固定床裝置或密實(shí)移動(dòng)床吸附塔及相應(yīng)專用的再生塔的結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:飲水除氟 ;活性氧化鋁 ;密實(shí)移動(dòng)床 ; 高濃度氟鋁廢水處理
氟是動(dòng)物與人體所必需的微量元素之一。成人每天正常攝取量以2~3mg為宜,過(guò)多或過(guò)少都會(huì)帶來(lái)疾病。我國(guó)是世界上因飲水中氟含量偏高而導(dǎo)致飲水型地方性氟中毒流行最廣、危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一[1]。因此,國(guó)家投入了大量的人力和物力用于改水降氟,以控制飲水中適宜的氟含量。我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定氟離子最高允許濃度為1.0mg/L。
活性氧化鋁(γ-Al2O3)用于飲水除氟在國(guó)外已是相當(dāng)成熟與普遍的方法;在國(guó)內(nèi)的15種理化除氟方法中,該法應(yīng)用也最為廣泛,且比較成功。該法的優(yōu)點(diǎn)是:吸附容量較高,強(qiáng)度好,耐磨,使用壽命長(zhǎng),性能穩(wěn)定,除氟后的水質(zhì)符合國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。其不足之處是:在原水不調(diào)pH值、活性氧化鋁粒度較粗(Φ2~3mm)、連續(xù)運(yùn)行4~6h后出現(xiàn)“疲勞”現(xiàn)象;以往采用硫酸鋁作再生劑時(shí),鋁離子又有一定的環(huán)保問(wèn)題,而且初濾水水質(zhì)差,活性氧化鋁還有可能發(fā)生板結(jié)。
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3 結(jié)論
活性氧化鋁飲水除氟,再生時(shí)有影響環(huán)保的高濃度氟鋁廢水產(chǎn)生,需專門(mén)的處理,故飲水除氟宜采用集中處理方式。在大規(guī)模的城鎮(zhèn)居民飲水除氟工程中,采用密實(shí)移動(dòng)床技術(shù)是必要且經(jīng)濟(jì)的。在規(guī)模不太大的飲水除氟工程中,固定床除氟技術(shù)也是適用的。載氟活性氧化鋁的再生,采用堿液處理、水洗、稀酸中和、再水洗的新工藝較為合適。其中2BV的堿性高濃度氟鋁淋洗液,需用氧化鈣沉淀稀硫酸液調(diào)節(jié) pH去除F-、Al3+后才能排放,其余的淋洗液則可回收返回使用,這樣,經(jīng)濟(jì)實(shí)用且達(dá)到環(huán)保要求。已開(kāi)發(fā)并設(shè)計(jì)出活性氧化鋁飲水除氟系列裝置。以往均強(qiáng)調(diào)活性氧化鋁除氟時(shí)應(yīng)對(duì)該吸附劑進(jìn)行酸性活化處理,然而從本研究來(lái)看,只需將活性氧化鋁充分水洗,確保吸附時(shí)出水的pH值在7左右,活性氧化鋁就有強(qiáng)烈的吸附氟能力,這一點(diǎn)不論對(duì)新的活性氧化鋁還是堿解吸后的活性氧化鋁都是如此。
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