除氟设备原理

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一、工作原理:

我国饮用水除氟方法中,应用最多的是吸附过滤法,作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。

活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂,有较大的比表面积,是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝是两性物质,等电点约在9.5,当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子,大于9.5时可去除阳离子。

因此,在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂,对氟有极大的选择性。

1.活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化,使转化成为硫酸盐型,反应如下:

(Al2O3)n?2H2O + SO42-→(Al2O3)n?H2SO4 + 2OH-

2.除氟时的反应为:

(Al2O3)n?H2SO4 + 2F -→ (Al2O3)n?2HF + SO42-

3.活性氧化铝失去除氟能力后,可用1%-2%尝试的硫酸铝溶液再生:

(Al2O3)n?2HF + SO42-→(Al2O3)n?H2SO4 + 2F-

每克活性氧化铝所能吸附氟的重量,一般为1.2~4.5mg,它取决于:原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。

二、应用范围:

我国地下水含氟地区的分布范围很广,因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒,特别是对牙齿和骨骼产生严重危害。轻者患氟斑牙,表现为牙釉质损坏,牙齿过早脱落等,重者则骨关节疼痛,甚至骨骼变形,出现弯腰驼背等,完全丧失劳动能力。

所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L。

三、性能特点

1、设备造价低廉,运行费用低,管理简便;

2、滤料经过再生,可多次使用滤料寿命长;

3、除氟效果好,占地面积小。

四、产品结构:

本装置由除氟罐、滤料、再生装置、管路阀门等组成,根据不同的氟含量和处理水量,可选择不同大小的设备。

五、除氟器的选用方法:

除氟器的大小依据水量而定,根据用途不同可选用钢制或玻璃钢。除氟装置有固定床和流动床。固定床的水流一般为升流式,滤层厚度1.1~1.5m,滤速为3~6m/h。移动床滤层厚度为1.8~2.4m,滤速10~12m/h。

六、操作方法:

活性氧化铝在pH = 5~8范围内时,除氟效果较好,而在pH值为5.5时,吸附量最大。为减少酸的消耗和降低成本,我国多将pH控制在6.5~7.0之间,除氟装置的接触时间应在15min以上。

活性氧化铝失效后,出水含氟量超过标准时,运行周期即千结束须进行再生。再生时,活性氧化铝柱首先反冲洗10~15min,膨胀率为30~50%,以去除滤层中的悬浮物。

再生液浓度和用量应通过试验,一般采用Al2(SO4)2再生时为1~2%,采用NaOH时为1.0%。再生后用除氟水反冲洗8~10min,再生时间约1.0~1.5h。采用NaOH溶液时,再生后的滤层呈碱性,须再转变为酸性,以便去除F-离子和其它阴离子。

新型除氟设备的原理与工艺流程

含氟水经过比表面积较大的活性氧化铝吸附过滤层。在PH值5~6的条件下,水中氟离子被吸附生成难溶解的氟化物而被除去,其反应式如下:R2SO4+2F -=R2F2+SO42-

吸附剂失效后,用硫酸铝溶液进行再生,以恢复其吸附能力。当原水PH值大于7时,一般用二氧化碳气体进行调节。

除氟设备工艺特点:1、造价低、投资省;2、运行费用低,制水成本低;3、设备操作简便:实行自动化、半自动化操作不用调节pH值;4、设备安装和使用便利,该设备可以直接与深井中的变频泵连接,设备出水直接进入管网入户,无需原水池和出水池,无需二次加压;5、新型除氟设备的水利用率高,为98-99%以上;6、设备占地面积小。

我国许多地区,地下水含氟量都超过国家规定的生活饮用水卫生标准

(1.5mg/L)。有些地区甚至高达20mg/L。长期饮用高氟水,轻者使牙齿产生斑釉,关节疼痛,重者会影响骨骼发育,致使丧失劳动力。新型工艺采用活性氧化铝为介质的除氟设备能有效解决上述问题,使人们不再受高氟的侵害。

1、原水浊度应低于5NTU、含氟量应小于10MG/L。

2、活性氧化铝应有足够的机械强度,粒径宜采用0.4~1.5MM。

3、当原水PH值小于7.0时,宜按连续运行设计,滤速可为6~10M/H。

当原水PH大于7.0时,宜采用硫酸或二氧化碳将原水的PH值调低到6.5~

7.0,按连续运行设计;若不调原水的PH值应按间歇运行设计,滤速可为2~

3M/H,连续运行时间可为4~6H、间断时间可为4~6H。

4、滤层厚度应根据进水含氟量和PH值、滤速、处理后的水质要求确定,当

原水含氟量小于4MG/L时,滤层厚度宜大于 1.5M;当原水含氟量在4~10MG/L时,滤层厚度宜大于1.8M;当采用硫酸调PH值,规模较小、滤速较低时,滤层厚度可为0.8~1.2M。

5、滤层表面到池顶的高度宜为1.5~2.0M。

6、采用滤头布水时,应在滤层下铺设粒径为2~4MM、厚度为50~150MM

的石英砂承托层。

7、滤池应设进水流量指示仪表,进、出水取样管和观察滤层的视镜。

8、滤池出水含氟量超过1.1MG/L时,滤料应进行再生处理,再生液可采用

氢氧化钠或硫酸铝溶液。

1)采用氢氧化钠溶液再生时,再生过程应包括首次反冲洗、再生、二次反冲洗(或淋洗)、中和四个阶段;采用硫酸铝溶液再生时,上述中和阶段可以省去。

2)首次反冲洗,冲洗强度应根据粒径大小确定,可为12~16L/(S·`M^2`);

冲洗时间可为10~15MIN;滤层膨胀率可为30%~50%。

3)再生液宜自上而下通过滤层,采用氢氧化钠溶液再生时,再生液浓度可为

0.75%~1.00%,消耗量可按每去除1G氟化物需要8~10G固体氢氧化钠计

算,再生时间可为1H~2H,再生液流速可为3~10M/H;采用硫酸铝溶液再生时,再生液浓度可为2%~3%,消耗量可按每去除1G氟化物需要60~80G 固体硫酸铝计算,再生时间可为2~3H,再生液流速可为 1.0~2.5M/H。再生后滤池内的再生溶液应排空。

4)二次反冲洗冲洗强度可为3~5 L/(S·`M^2`),冲洗时间可为1~3H;采用原水淋洗时,流量可为1/2正常过滤流量,淋洗时间可为0.5H。采用硫酸铝再生时,二次反冲洗(或淋洗)终点出水PH值应大于6.5;采用氢氧化钠再生时,二次反冲洗(或淋洗)终点出水PH值应接近进水PH值。

5)采用氢氧化钠再生时,二次反冲洗(或淋洗)后应进行中和,中和可采用浓度为1%的硫酸溶液调节进水PH值至3左右,进水流速与正常除氟过程相同,中和时间可为1~2H,直至PH值升至8~9为止。

6)首次反冲洗、二次反冲洗(或淋洗)、中和的出水应妥善排放,不得进入清水池或饮用。

饮用水除氟设计规程

Signs Tandard For Removal FLURids From Dringking Water

主编单位:中国市政工程华北设计院

批准部门:中国工程建设标准化协会

批准日期:1993年2月3日

前言

我国高氟水分布广泛,范围遍及全国各省、市和自治区。氟中毒严重地损害着广大群众的身体健康,是我国一种主要地方病。

为了保障人民的身体健康,改善饮用水水质,我国已进行了大量的除氟试验,目前已掌握了活性氧化铝、电渗析、电凝聚、絮凝

沉淀、骨炭等方法,并在一些典范工程中实施和形成系列处理方法。为满足饮用水除氟工程设计和管理的要求,特编制《饮用水

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