專利名稱：一種飲用水的除氟工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是關(guān)于含氟飲用水的除氟工藝和裝置氟是自然界分布十分廣泛的、化學(xué)性質(zhì)最活潑的元素之一，它是人體所需的一種微量元素。在通常情況下，人體從外界攝入的氟過多或不足，都會影響著人們的身體健康。我國飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，飲用水中氟含量不得超過1.0毫克/升。長期飲用含氟較高的水，造成氟在體內(nèi)過量積累，就會導(dǎo)致慢性氟中毒。地方性氟中毒在我國分布范圍廣，在北方干旱地區(qū)尤其嚴(yán)重。此外，電子行業(yè)產(chǎn)生的高氟廢水及使用含氟原料的冶煉廠、磷肥廠和火力發(fā)電廠排煙濕式凈化形成的含氟廢水，若處理不當(dāng)也有可能污染地面水體，對人體造成危害。因此對飲用水中氟的處理日益受到人們的重視。
目前國內(nèi)飲用水的除氟方法主要有如下幾種①混凝沉淀法混凝沉淀法采用的混凝劑，多為鋁鹽，通過把鋁鹽投加到水中，生成氫氧化鋁絮狀礬花，在電荷的作用下，吸附氟離子，絮狀礬花下沉后，連同吸附的氟沉到底部，以達(dá)到降低水中氟含量的目的。該方法的特點是水中氟含量越高，吸附容量越大。因此要想把水中氟含量降低到飲用水標(biāo)準(zhǔn)以下，必須使用大量的混凝劑，結(jié)果造成出水pH偏低，硫酸根含量明顯增加，污泥產(chǎn)生量過多，而且除氟效果不穩(wěn)定，該方法目前已經(jīng)不多用。②電滲析法除氟電滲析器是由多層陰、陽離子膜交互排列而成。在電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對水中離子選擇性的通過，水分成濃水和淡水，在水的淡化過程中，可供飲用水的淡水陰陽離子同時減少，氟含量也相應(yīng)降低。電滲析法除氟適用于3mg/l以下的水，但此法除氟耗電量大，并且濃水不能使用，水的浪費也較大。③活性氧化鋁除氟活性氧化鋁是一種多孔性無機陰離子交換劑，具有較大的表面積。與其它方法相比較，利用活性氧化鋁除氟處理效果比較穩(wěn)定，是目前使用得比較多的一種方法，但是活性氧化鋁的吸附容量有限，當(dāng)水中的氟含量較高時(大于2mg/l)，仍然具有使用量大，再生頻繁的問題，同時活性氧化鋁的除氟容量受水中pH值的影響較大，在低pH值的條件的條件下處理效果高；在高pH值的條件下在高pH值的條件下，處理效果明顯下降。這些大大地制約了活性氧化鋁的應(yīng)用。
針對上述處理方法中存在的缺點和不足，提出了采用混凝和吸附組合工藝處理含氟飲用水及工業(yè)廢水，達(dá)到凈化含氟水的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是將混凝工藝的低費用和吸附方法的高效性有機結(jié)合起來，實現(xiàn)了低成本、高效的除氟。在混凝沉淀過程中，根據(jù)原水中含氟量的大小，選擇合適的和適量的混凝劑，可以降低了水的含氟量，從而大大地降低了吸附塔的負(fù)荷，減少了吸附填料的再生次數(shù)，延長了吸附劑的壽命，從而降低了水的處理成本。本發(fā)明提供的組合工藝不是混凝沉淀法和吸附法的簡單組合，而是一種相互補充的有機組合，對于混凝沉淀池和吸附塔規(guī)模的大小，可以根據(jù)混凝劑種類選擇、混凝劑投加量、吸附劑的性質(zhì)以及混凝劑和吸附劑的價格來確定，這樣整個組合工藝的設(shè)計和運行可以根據(jù)實際需要，靈活地選擇。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用將含氟原水通過計量泵注入帶有自動加藥和攪拌系統(tǒng)的混凝沉淀池，混凝沉淀池的出水通過計量泵送入除氟吸附塔，吸附填料的再生是由再生系統(tǒng)來完成。吸附塔的出水經(jīng)過消毒設(shè)備消毒以后進(jìn)入配水系統(tǒng)。
本發(fā)明中的混凝沉淀池通過自動控制系統(tǒng)對加藥量的和攪拌速度的控制，使原水中的含氟量降低到2mg/l以下，然后經(jīng)過吸附塔處理后使出水含氟量達(dá)到1mg/l以下，再經(jīng)過消毒設(shè)備消毒殺死水中的細(xì)菌，則處理后的水可進(jìn)入配水系統(tǒng)，其工藝流程圖見附

圖1。
應(yīng)用實例實例1實例1是本發(fā)明實施方案實例之一，但本專利不僅限于此。
某小型給水供應(yīng)站處理含氟地下水作為飲用水，每天的處理水量為100噸，地下水的水質(zhì)情況氟濃度為4.68mg/l，pH為7.5～7.9。本實例實施過程中采用的混凝劑為聚合鋁，投加量5mg/l，吸附劑采用改性的新型氧化鋁吸附劑，吸附劑用量為1.5噸，吸附劑4-6個月用氫氧化鈉和鹽酸溶液再生一次，但是不用組合工藝處理，單獨吸附處理的吸附劑1個月再生一次，大大地增加運行費用。通過再生后，吸附劑基本上恢復(fù)原來的吸附能力，但在再生過程中有部分損失，每次需要補充吸附劑5～10％。地下水處理的工藝流程圖(附圖1)，地下水經(jīng)過組合工藝處理后的水質(zhì)見表1，從表中的結(jié)果可以看出，經(jīng)過該組合工藝處理后的水中含氟濃度＜1mg/l。
表1含氟地下水經(jīng)組合工藝處理后的水質(zhì)情況
權(quán)利要求
1.一種飲用水的除氟工藝，其特征是至少由混凝沉淀和吸附兩個處理步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的一種飲用水的除氟工藝，其特征是利用無機鋁系混凝劑進(jìn)行對含氟水進(jìn)行混凝沉淀，使得處理后出水的氟含量小于2mg/l以后，利用一種吸附劑進(jìn)行吸附處理。
3.如權(quán)利要求2所述的一種飲用水的除氟工藝，吸附過程使用的吸附劑為一種活性氧化鋁或一種含稀土元素的材料。
4.一種飲用水的除氟裝置，其特征是由折板式混凝沉淀池(1)、上面進(jìn)水及下面出水的吸附塔(2)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種飲用水的除氟工藝和裝置。采用混凝沉淀法和吸附法相結(jié)合的組合工藝，通過混凝沉淀去除水中的大部分氟，以后通過吸附劑吸附的方法，使出水中的含氟量達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明技術(shù)大大地減少了后續(xù)處理吸附劑的再生次數(shù)，延長了吸附劑的壽命，降低了水處理成本，因此，本發(fā)明在處理高濃度的含氟飲用水具有重要的應(yīng)用前景。
文檔編號C02F9/04GK1421404SQ0114014
公開日2003年6月4日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者楊敏, 高孟春, 張昱, 李紅巖, 汪嚴(yán)明 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心