關(guān)鍵詞:農(nóng)村飲水;天然礦物質(zhì):濾料:降氟;除氟

一、高氟水危害及除氟方法

我國是世界上飲水型地方性氟中毒流行最廣、危害最嚴(yán)重的國家之一。地方性氟中毒是人體在高氟區(qū)的特定地理環(huán)境中，從外界長期攝人超過生理需要量的氟積存于骨骼系統(tǒng)引起的一種慢性地方病。

氟在水中極難處理，常用的活性炭和陰陽樹脂類材料對氟進(jìn)行吸附。以骨炭為原料的除氟劑，其降氟容量高，但材料價格高、強(qiáng)度差、易破碎且出水有腥臭味�；钚匝趸X吸附降氟是比較成熟和常用的方法，我國目前約有70%以上的降氟點采用了此法，但經(jīng)過多年實踐證明該法還存在一些問題，一是連續(xù)運(yùn)行時間短，很容易出現(xiàn)假疲勞;二是濾料易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，使布水與集水不均勻，嚴(yán)重影響使用壽命。電滲析、反滲透等方法都可以徹底解決降氟問題，但其設(shè)備投資較高，用戶尤其是農(nóng)村用戶難以承受。選取適宜水源往往受到自然條件限制，許多地區(qū)近年采用打深井的方法，即穿透富氟水層取水。但打深井也存在一些問題，一是造價高，一次性投資大;二是有的地方根本打不出水;三是有的深井水仍然氟超標(biāo);四是即便深井水符合標(biāo)準(zhǔn)，用一段時間后，地表水就會和深井水溝通，依舊出現(xiàn)氟超標(biāo)問題。

在尋求除氟方法中，我們采用天然礦物制備除氟濾料，并對除氧性能進(jìn)行了測試。目前，改性天然礦物濾料除氟方法已在農(nóng)村飲水工程中應(yīng)用。

二、天然礦物質(zhì)濾料的制備及其除氟性能試驗

1試驗條件

試驗原料:硅鋁酸鹽礦物和明礬。
實驗儀器、設(shè)備:精密酸度計，氟離子選擇電極，振蕩器，恒溫水浴，焙燒爐，吸附過濾器。

2.試驗方法

(1)天然礦物質(zhì)濾料的制備

天然礦物質(zhì)濾料采用如圖1所示工序制備。

(2)氟化物的測定方法
按照生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法
(GB/T 5750.5-2006)規(guī)定，采用離子選擇電極法測定水樣中F-離子濃度。

(3)除氟性能試驗方法

①靜態(tài)吸附試驗
稱取1g濾料，加人到定量的配制好的或天然的含氟水樣中，恒溫振蕩十靜置24h后，測定水樣的氟離子濃度。

②動態(tài)吸附試驗
稱取一定量的濾料裝人吸附過濾器中，使含氟水在一定的流速下連續(xù)通過濾料層，同時定時檢測濾后水中氟離子濃度。當(dāng)濾后水中氟離子濃度達(dá)到1.0mg/L時，用5%-6%濃度的明礬對濾料進(jìn)行沖洗再生。再生后繼續(xù)對含氟水進(jìn)行吸附過濾。如此反復(fù)。

3.實驗結(jié)果與分析

(1)天然礦物質(zhì)濾料對水中氟離子的吸附能力

天然礦物質(zhì)濾料對高氟水中的氟化物具有良好的吸附去除作用，對不同的天然水質(zhì)條件有較好的適應(yīng)性，見表1。由表1可以看出，水中硫酸鹽含量對天然礦物質(zhì)濾料的除氟性能產(chǎn)生影響，硫酸鹽含量高時(>250mg/L時)，濾料對氟的吸附容量略有下降，但仍然能夠達(dá)到600mg/kg以上的吸附容量。

(2)天然礦物質(zhì)濾料對水中其他有害物質(zhì)的凈化能力

天然礦物質(zhì)濾料不僅具有優(yōu)良的降氟性能，同時對水中其他有害物質(zhì)也具有良好的凈化能力，見表2。

(3)天然礦物質(zhì)濾料的再生能力與運(yùn)行穩(wěn)定性

從天然礦物質(zhì)濾料除氧試驗結(jié)果可知，天然礦物質(zhì)濾料具有良好的再生性能和穩(wěn)定性。在多達(dá)100多次的反復(fù)吸附一脫附(再生)過程中，其吸附性能曲線的總體趨勢平穩(wěn)，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的性能衰減。

三、在農(nóng)村降氟改水工程中的應(yīng)用實例

1.工程概況

天然礦物質(zhì)濾料的實例應(yīng)用選在山東省商河縣。當(dāng)?shù)貎羲?.2mg/L，工程設(shè)計處理能力30t/h。工程配置1600mmx3800mm除氟罐3臺，裝填天然礦物質(zhì)濾料12t。

2.運(yùn)行情況

將工程運(yùn)行過程中一個再生周期的跟蹤監(jiān)測情況繪制成圖，見圖2，其橫坐標(biāo)為處理水量、縱坐標(biāo)為出水氟含量。該工程已連續(xù)運(yùn)行2年多，性能穩(wěn)定，產(chǎn)水含氟量符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。

四、結(jié)論

①天然礦物質(zhì)濾料具有優(yōu)良的降氟能力，對天然高氟水中氟的吸附容量大于600mg/L。
②天然礦物質(zhì)濾料在降氟的同時也能較好的去除水中其他有害物質(zhì)。
③天然礦物質(zhì)濾料具有優(yōu)良的再生能力和運(yùn)行穩(wěn)定性，在100多次的反復(fù)吸附一脫附(再生)過程中，未發(fā)現(xiàn)明顯的性能衰減。
④與其他水處理方法、水處理材料相比，天然礦物質(zhì)濾料具有性能穩(wěn)定、使用方便、操作管理簡單、使用壽命長等優(yōu)點。

參考文獻(xiàn):

[l]中國市政工程華北設(shè)計院.飲用水除氟設(shè)計規(guī)程四.1993.
[2]沈振華，張玉先.改性沸石用于飲用水除氟吸附容量研究.中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會給水委員會第十次年會暨2005年中日水處理技術(shù)交流會會刊，2005.
[3]胡麗娟，周琪.活化沸石的飲用水除氟工藝研究田.凈水技術(shù)，2005(3).
[4]唐受印，戴友芝.水處理工程師手冊網(wǎng).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

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