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井水除氟设备

发布时间:2018-11-09 10:38:12
 

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:

Al2O3n·2H2O + SO4 →(Al2O3n·H2SO4 + 2OH

2.除氟时的反应为:

Al2O3n·H2SO4 + 2F → (Al2O3n·2HF + SO4

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:

Al2O3n·2HF + SO4 →(Al2O3n·H2SO4 + 2F

每克活性氧化铝所能吸附氟的重量,一般为1.24.5mg,它取决于:原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。

地下水除氟设备运行特点

1.原水PH值在8.0以内,不需要调节PH

2.具有更好的稳定性。活性氧化铝等除氟材料自第一次再生后,除氟能量既有所下降,随着生产周期的增加,下降速度也加快;多功能除氟滤料而在前十几个生产周期内,每再生一次,能量提高一次,直至稳定为止。

3.出水水质好。活性氧化铝等仅能除氟而不能全面改善水质;多功能除氟滤料能全面改善水质。活性氧化铝出水有铝离子增加甚至超标问题,多功能除氟滤料则不存在这一问题。铝离子会使人的心脑血管过早硬化,引起中风、偏瘫、大脑痴呆等。

4.抗干扰性强。活性氧化铝、羟基磷酸钙等遇有铁、锰、硬度高的水质,粒径会很快变小、颜色变黄、再生后功能很难恢复,甚至两三个周期即失效。多功能除氟滤料基本不受恶劣水质的干扰,且能够将干扰物质一并去除。

5.操作及管理简便。活性氧化铝等管理难度较大,弄不好就板结失效;多功能除氟滤料不存在板结问题,即使搁置几年不用,使用前清洗一遍,即恢复至原有的吸附能力。

除氟设备工作原理

除氟滤料在吸附铝离子后,在表面及孔隙中形成羟基络合离子团,水中的氟离子F—与多功能除氟滤料的OH—发生离子交换,达到除氟的目的,去除率>95%,总反应式如下:

nF—+F.FAInOH—=F.FAlnF—+nOH—

F.F复合分子筛结构:多功能除氟滤料是一种架状构造的含水铝硅酸盐矿物,主要含有NaCa以及少数SrBaKMg等金属。F.F的化学组成,通常用以下式表示:

NaK xMg CaSrBay{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}·mH2O

简写MxDy—R。其中:M代表1价阳离子NaKD代表2价阳离子Mg CaSrBaR代表沸石骨架{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}·mH2O

多功能除氟滤料的结构一般由三维硅(铝)氧格架组成,其基本单元是以硅为中心和周围4个氧离子排列而成的硅氧四面体[Si O4]

如果硅氧四面体中的硅被铝离子所置换,则形成铝氧四面体。铝是+3价的,这样铝氧四面体的4个顶角中的氧离子有1个得不到中和,因而出现了负电苛。为了中和其电性,相应就有金属阳离子加入。硅氧四面体和铝氧四面体通过其角顶互相连接,便构成了各种形状的三维硅(铝)氧格架状结构,即多功能除氟滤料结构。由于硅(铝)氧四面体多样性的连接方式,在多功能除氟滤料结构中便形成了许多孔穴和孔道。

多功能除氟滤料结构内部的孔穴和孔道通常都被水分子填充,能在特定温度下而脱除,脱除后留下的孔穴和孔道,变成了如海绵或泡沫状的结构,具有吸附性质。

4地下水、井水除氟设备的再生过程

吸附饱和的多功能除氟滤料用硫酸铝钾溶液再生。当多功能除氟滤料被浸入到硫酸铝钾溶液中时,化学平衡被破坏,氟被高浓度正电荷的铝的羟基络合物吸引,随着硫酸铝钾溶液被排出,而硫酸铝钾中的K+重新与(MxDy+发生交换并进入除氟滤料孔道中。过剩的铝和羟基络合物重新借助K+在交换过程中进行电荷传递作用,在多功能除氟滤料表面吸附聚集,反应表示为:

MxDy—R·AlOHF2 + K+ + SO42- +H2OR—K·AlOHSO4 +MxDy+

+AlOHF2 +H+