水处理除氟方案总结

技术文件

1、设计制造方案

1、设计原则

✧依据招标方的招标文件的要求而设计；

✧系统出力：8000m3/d，出水氟含量：小于1mg/L；

✧水处理系统保证出水水质稳定；

✧因设备布置在潮湿的场所，因此，设备具有较好的防腐能力；

✧设备技术系统是先进的、可靠的；后期日常运行成本保证在

低限范围内；

2、设计标准

✧出水水质达到生活饮用水水质卫生规范GB5749-2006，氟含

量低于1mg/L；

✧低压水箱ISO、GB或JB标准；

✧水泵ISO、GB标准；

✧管道、管件、法兰及阀门采用公制；

✧电气：IEC、GB标准；

✧进口材料：ASTM标准；

✧安全：OSHA；

3、制造标准

✧除氟滤池材质采用钢砼结构浇筑；内部防腐采用卫生级环氧

煤沥青漆；保证过水不会被污染；具有北京市卫生局颁发的

涉水产品卫生批件（附件1）；

✧管道、阀门（双由令的便于后期维护）材质为不锈钢材质；

有国家省级部门颁发的卫生批件(附件2)；

✧除氟滤料采用活性氧化铝，滤料经过再生，可多次使用，滤

料寿命长；

✧产品设计寿命30年；保证需方的使用效果和应用效益；

✧设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未来人员

管理成本；

4、执行标准

✧处理后达到GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》，氟含

量≤1.0mg/L；

✧设备接触水的材料应符合《生活饮用水输配水设备及防护材

料卫生安全评价规范》【2001年】；

✧污水排放应符合GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排

放标准设备操作便捷性高，无需专业人员维护；节约需方未

来人员管理成本；

✧企业标准Q/FTYJ002—2010；

5、除氟装置的工艺特色与运行原理

5.1除氟设备的工艺流程简介

氟是人体不可缺少的微量元素，氟元素可以通过饮用水、食物和呼吸等各种途径进入人体，其中最主要的途径是饮用水。但是，当饮用水中氟的浓度过高（大于1.5 mg/L）时，反而会损害人体的健康。近年来，我国因饮用水中氟含量超标而造成的氟中毒的现象已较为严重。目前，饮用水除氟的方法有很多，如：吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法、电化学法、反渗透法和离子交换法等，其中吸附法对氟的吸附效果显著，是除氟的主要方法。作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。本方案既是采用的活性氧化铝进行除氟。

设备的总体除氟工艺流程如下：将活性氧化铝装入滤池中，原水在4~6米/H的流速下，缓慢通过除氟滤床；达到稳定的除氟效果后，进入到清水池，经过杀菌装置，最终供给用户使用。全套工艺操作简单、过滤方式为上进下出，阀门安装方式为侧装式布局，阀门位置布局简洁、清晰，便于除氟滤罐的再生操作。

5.2 活性氧化铝除氟机理及再生

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2%～3%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。

5.3除氟设备的运行参数设计

5.3.1活性氧化铝滤池的技术参数

①性状 1.5～2.4mm颗粒状

②颜色白色

③堆积比重0.7～0.8

④过滤速度4～6m/h

⑤除氟总能4～5g/KG 工艺设计环节各项参数说明见下表：

设计方案详尽说明：

本次招标方要求除氟设备产能为8000m³/d；为了满足除氟流量的要求；我方严格按照设计流速进行系统设计；保证产水的含氟量低于国家标准。

A、除氟滤池设计尺寸：6000×4000×5500mm 4座，3座同时

工作并联使用，1座备用。

（单池流量为4×6×5=120吨/小时）；叁罐同时产水120×3=360吨/小时

B、除氟滤床床深：0.4×5=2.0米（滤料与含氟水接触时间×过

滤流速）

C、除氟滤池填料的容积：4×6×2.0×4=192m³（过滤截面积×

填料高度×4池）

D、除氟设备的填料总重：192×0.75=144吨

上述运行工艺参数经过严格计算，当设备正常运行时；原水经过深井泵提升至滤池内，原水自上而下流经滤料；接触时间和流速均在合理的设计参数范围内，出水通过产水管线直接进入清水池内。5.3.2除氟再生工艺

当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，具体步骤如下：。

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·m2）；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·m2），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。