CN101746869A

CN101746869A - 高氟饮用水降氟除氟的一种工艺方法

Info

Publication number: CN101746869A
Application number: CN200810188238A
Authority: CN
Inventors: 张乃卿; 王春华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-06-23

Abstract

本方法是一系列完善的工艺流程-自水源把水送入预处理系统B，源水在B系统-塔4的功能结构和复合除氟剂综合作用下，含氟絮凝物沉入塔底，被去除。上清水流向沉淀池5，6。由B系统出水再送入深度处理系统C中。C系统由塔群7组成，内装去除重金属的F·F复合分子筛和颗粒活性炭，并设有超声波再生装置。水中重金属离子，大部分有机物、细菌、色、味等被吸附、过滤除去之后水进入A系统。其中塔群8，塔内装有吸氟剂，吸附、过滤氟离子。氟化物被吸附去除。经上述二程除氟，出水已经是可以直饮的优质自来水。本工艺方法给大型饮水工程除氟提供了一个切实可行的核心技术。

Description

高氟饮用水降氟除氟的一种工艺方法

1、技术领域

高氟饮用水降氟降氟的一种工艺方法--是应用在水净化领域，尤其是大型饮用水工程，除去水中超标准的氟化物，是一项可实施的技术。

我国是地方性饮水氟中毒流行广泛、危害严重的国家之一。全国城乡有8000万人口饮用的是高氟水，由此引发的地方性氟中毒病遍布二十九个省市自治区。

长期饮用超标准的高氟水，在人生的早期表现是氟斑牙、儿童、青壮年、牙齿呈现黑色，在人生的晚年，发展到了骨质疏松、骨脆、骨硬易折，最终导致氟骨症----弯腰驼背、缩体而亡。

当前，消灭饮水性地方性氟中毒的关键在于改水、治水、降氟达标。目前，国家已经大力抓治水工作，承诺到2015年，将叁亿人口饮水安全问题减少至二分之一并将继续努力直至全部解决因饮水而造成的地方性疾病。

2、背景技术

在降氟除氟方法中，依书中所述过的，目前有多种方法但不管哪一种方法都还不能应用到大型供水工程上，都还不具有工程实用价值，诸如---

①混凝沉淀法

利用无机和有机混凝剂与水作用生成絮凝物沉淀去除部份氟化物。

在含有氟化物水中，往往含有较高浓度的SO₄ ^2-、CL^-、HCO₃ ^-，它们在与F^-共存时存在着竞争络合，F^-被吸附量就会显著减少，且不可控，达不到可操作的去除氟化物的目标。

②离子交换法

利用氨基磷酸离子交换树脂对氟离子(F^-)有很强的络合作用去除水中氟化物，去除率也很高，但其最大不足在于除去了氟化物和其它一些矿物质时也同时产生了胺类物质于水中。

胺类物质-诱发癌症疾患而不可使用。

③电凝聚法

是利用电解铝过程中生成的羟基铝和氟离子生成络合物以及Al(OH)₃凝胶的络合凝聚效应除去氟化物

此法设备投资大维护费用高，电极容易钝化，水中残铝含量增加等问题，不能适应城镇大型饮水工程。

④电渗析法

利用多层阴阳膜相互交替排列在直流电动势驱动下生产了浓(盐)水和淡水(低盐除氟水)。

问题在于设备投资大，维护复杂、运行费用高，废水率高，大型饮水工程无力接受这一方法。

⑤反渗透法-Ro膜法

利用Ro半透膜机理在压力驱动下有选择性的去除氟化物及其它离子。

此方法净水效果好，但投资大，运行费用高、维护复杂，前置预处理系统严格，且膜的寿命短，需定期更换，价格昂贵，更重要的原因是废水率太高，达100％-400％。显然，大型饮水工程无能力接受，虽然它在海水淡化工程上，在富有的缺少淡水的国家如卡塔尔已有很好的记录。

做小型饮水装置，家庭用净水机却被广泛应用。

⑥吸咐过滤法

吸附剂是一种多孔物质，有较大的比表面积，活化后具有吸附氟离子和其它物质的能力。对氟离子具有优先吸附选择性的吸附剂，有活性氧化铝，活性氧化镁、骨炭、羟基磷灰石、铝酸钙等。

高含氟水通过这些吸附剂的滤床时，氟离子被吸附，从而除去氟化物。

问题在于，水中还同时存在着其它阴离子物质，OH^-、F^-、SO₄ ^2-、Cl^-、HCO₃ ^-等，它们影响着氟离子的吸附。吸附剂本身的吸附容量并不高，再加还有其它许多约束条件，于是在装置运行中，吸附剂快速饱和，需要频频再生，造成劳动力投入和运行费用提高到难以接受的程度。

3、发明内容

高氟饮用水降氟除氟的一种工艺方法--是一系完善的工艺流程，为大型饮水工程提供了一个可行的实施方案，去除水中氟化物，达到国家饮水卫生标准限值1mg/L以下。具有实用性、可实施性、长期稳定低成本运行。

本发明技术方案可分为三个子系统：

B预处理系统，水在该系统中与复合除氟剂充分均混、反应、经吸附、络合、絮凝，卷扫沉淀后，去除了部份氟化物以及其它多种离子和悬浮物。得以净化后，上部清水流入C深度处理系统

C深度处理系统，该系统由去除重金属离子的复合分子筛和活性炭组成的塔群。塔内设有超声波再生装置。由B系统来水进入该系统与塔中复合分子筛和活性炭作用，水中重金属离子，有机物，农药、化肥，细菌、微生物，氨氮、色、味及残余悬浮物等被吸附除去。水得以深度净化。再送向A终端处理系统。

A终端处理系统，本系统是由专用除氟分子筛填充的塔群。

C深度处理系统来水流入本系统A后途经复合分子筛，氟化物被吸附，水质得到深度净化，水中氟化物已远远低于国家饮水卫生标准中规定氟化物限值，水质优良，可以直接饮用。

本项发明技术的有益效果——

①给大型供水工程除去氟化物提供了核心的实用技术。

②投资少：只需其它(可行)方法的十分之一～二十分之一。

③运行周期长：复合分子筛再生周期大于150天。

④运行费用低：处理每立方水只需0.5元。

⑤复合分子筛再生费用低：只需0.048元/立方水。

⑥废水率低：只是给水量的千分之0.5。

⑦操作维护简单：给定程序后再不需要人工操作。

工艺过程如下：

自水源由泵把水提升送入预处理系统B，进入其中除砂器1，排除砂土等固形颗粒物后流经药剂注射器2，同时向药剂注射器内注入复合除氟剂。

流水与复合除氟剂一起进入静态混合器3，经充分均混后流进反应塔4，源水在塔内得以曝气和充分的物理化学反应，水中氟化物和其它种类部份离子被吸附、络合、絮凝和卷扫，在塔结构的功能作用下，絮凝物沉入塔底适时排出，水从塔内流出进入强化沉淀池5，经强化沉演、澄清，上流水进入净水池6，经再一次净化完成了初期的预处理过程。之后水进入深度处理系统C中-塔群7完成了去除重金属离子、有机物、细菌、色、味等，水流向A终端处理系统-塔群8内装有除氟分子筛，水中氟化物被吸附除去。

经控制操作程序，保留水中氟化物含量0.5-0.8mg/L范围内，送给供水系统。经

此系统处理后，供水已是优质可直饮的自来水。

活性炭塔群7--活性炭吸附饱和后在塔内有超声波再生；塔群8-除氟复合分子

筛吸附饱和后，由再生液在塔内再生。

附图说明：附图是本发明流程示意图。

图列说明：B-预处理系统：1.离旋除砂器 2.药剂注射器 3.静态混合器

4.反应塔 5.沉淀池 6.净水池

C-深度处理系统：7.去除重金属的复合分子筛、活性炭塔群。

A-终端处理系统：8.除氟分子筛塔群。

Claims

1.全流程保护

[B]→[C]→[A]是一个完善的工艺过程，不可模拟。

2.[B]系统→[A]系统工艺过程亦是一个可实施的工艺过程，不可模拟[B]→[A]连用。

3.在水流通道上注入复合除氟剂发生络合、吸附和混凝产生除氟效应。

4.反应塔底排除絮凝物除氟

5.在深度处理系统[C]中，除--掉重金属和有机物，其滤料饱和再生，采用超声辐射并在塔内再生。

6.终端处理系统[A]中，装有除氟分子筛，其饱和再生，亦在塔内进行。