活性氧化鋁飲水除氟新工藝的工程化研究
摘要：研究了活性氧化鋁飲水除氟技術(shù)，并將其與密實移動床吸附裝置相結(jié)合。結(jié)果表明，活性氧化鋁—密實移動床飲水除氟技術(shù)有如下優(yōu)點：吸附容量較高、處理水量大、可連續(xù)運行、產(chǎn)水的氟含量合適（0.5～1.0mg/L）、設(shè)備尺寸較小。確定了載氟氧化鋁用少量NaOH 溶液處理后水淋洗的工藝，并對其中部分高濃度含氟、鋁廢水，制定了石灰沉淀—硫酸調(diào)整最終廢水pH值的處理工藝，確保了除氟工程的環(huán)保要求。本研究為活性氧化鋁飲水除氟工程化奠定了基礎(chǔ)，同時還可以提供按水處理量所采用的固定床裝置或密實移動床吸附塔及相應專用的再生塔的結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：飲水除氟 ；活性氧化鋁 ；密實移動床 ； 高濃度氟鋁廢水處理
氟是動物與人體所必需的微量元素之一。成人每天正常攝取量以2～3mg為宜，過多或過少都會帶來疾病。我國是世界上因飲水中氟含量偏高而導致飲水型地方性氟中毒流行最廣、危害最嚴重的國家之一[1]。因此，國家投入了大量的人力和物力用于改水降氟，以控制飲水中適宜的氟含量。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定氟離子最高允許濃度為1.0mg/L。
活性氧化鋁（γ-Al2O3）用于飲水除氟在國外已是相當成熟與普遍的方法；在國內(nèi)的15種理化除氟方法中，該法應用也最為廣泛，且比較成功。該法的優(yōu)點是：吸附容量較高，強度好，耐磨，使用壽命長，性能穩(wěn)定，除氟后的水質(zhì)符合國家規(guī)定的衛(wèi)生標準。其不足之處是：在原水不調(diào)pH值、活性氧化鋁粒度較粗（Φ2～3mm）、連續(xù)運行4～6h后出現(xiàn)“疲勞”現(xiàn)象；以往采用硫酸鋁作再生劑時，鋁離子又有一定的環(huán)保問題，而且初濾水水質(zhì)差，活性氧化鋁還有可能發(fā)生板結(jié)。
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3 結(jié)論
活性氧化鋁飲水除氟，再生時有影響環(huán)保的高濃度氟鋁廢水產(chǎn)生，需專門的處理，故飲水除氟宜采用集中處理方式。在大規(guī)模的城鎮(zhèn)居民飲水除氟工程中，采用密實移動床技術(shù)是必要且經(jīng)濟的。在規(guī)模不太大的飲水除氟工程中，固定床除氟技術(shù)也是適用的。載氟活性氧化鋁的再生，采用堿液處理、水洗、稀酸中和、再水洗的新工藝較為合適。其中2BV的堿性高濃度氟鋁淋洗液，需用氧化鈣沉淀稀硫酸液調(diào)節(jié) pH去除F-、Al3+后才能排放，其余的淋洗液則可回收返回使用，這樣，經(jīng)濟實用且達到環(huán)保要求。已開發(fā)并設(shè)計出活性氧化鋁飲水除氟系列裝置。以往均強調(diào)活性氧化鋁除氟時應對該吸附劑進行酸性活化處理，然而從本研究來看，只需將活性氧化鋁充分水洗，確保吸附時出水的pH值在7左右，活性氧化鋁就有強烈的吸附氟能力，這一點不論對新的活性氧化鋁還是堿解吸后的活性氧化鋁都是如此。
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