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活性氧化铝饮水除氟新工艺的工程化研究

【给排水英语论文】 摘要: 研究了活性氧化铝饮水除氟技术,并将其与密实移动床吸附装置相结合。结果表明,活性氧化铝—密实移动床饮水除氟技术有如下优点:吸附容量较高、处理水量大、可连续运行、产水的氟含量合适(0.5~1.0mg/L)、设备尺寸较小。确定了载氟氧化铝用少量NaOH 溶液处理后水淋洗的工艺,并对其中部分高浓度含氟、铝废水,制定了石灰沉淀—硫酸调整最终废水pH值的处理工艺,确保了除氟工程的环保要求。本研究为活性氧化铝饮水除氟工程化奠定了基础,同时还可以提供按水处理量所采用的固定床装置或密实移动床吸附塔及相应专用的再生塔的结构。
关键字: 饮水除氟 活性氧化铝 密实移动床 NaOH液-水解吸 高浓度氟铝废水处理
氟是动物与人体所必需的微量元素之一。成人每天正常摄取量以2~3mg为宜,过多或过少都会带来疾病。我国是世界上因饮水中氟含量偏高而导致饮水型地方性氟中毒流行最广、危害最严重的国家之一[1]。因此,国家投入了大量的人力和物力用于改水降氟,以控制饮水中适宜的氟含量。我国《生活饮用水卫生标准》规定氟离子最高允许浓度为1.0mg/L。
活性氧化铝(γ-Al2O3)用于饮水除氟在国外已是相当成熟与普遍的方法;在国内的15种理化除氟方法中,该法应用也最为广泛,且比较成功。该法的优点是:吸附容量较高,强度好,耐磨,使用寿命长,性能稳定,除氟后的水质符合国家规定的卫生标准。其不足之处是:在原水不调pH值、活性氧化铝粒度较粗(Φ2~3mm)、连续运行4~6h后出现“疲劳”现象;以往采用硫酸铝作再生剂时,铝离子又有一定的环保问题,而且初滤水水质差,活性氧化铝还有可能发生板结。
G.Singh 等报道了以活性氧化铝作为吸附剂,以NaOH溶液作为解吸剂,从饮水中除氟的反应机理[2]:
γ-Al2O3除氟剂在水中可能发生的作用 Al2O3+H2O—>Al2O3·HOH
酸活化过程 2Al2O3·HOH+H2SO4—> (Al2O3·H)2SO4+2H2O
在酸性溶液中的离子交换除氟过程 Al2O
 
 
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