專(zhuān)利名稱：除氟除砷凈水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
陽(yáng)極溶出鋁離子，陰離子膜傳遞氟離子和砷酸根離子的除氟、除砷凈水器。屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域中的一種電化學(xué)方法。
背景技術(shù)：
飲用天然水中的高氟水，是引發(fā)氟中毒導(dǎo)致氟斑牙和氟骨癥的主要原因，我國(guó)的各省、市、自治區(qū)都存在著高氟水地區(qū)。飲用高砷水是引起砷中毒的主要原因，我國(guó)的陜、甘、內(nèi)蒙存在著高砷水地區(qū)。
在世界上，印度新德里的高氟水，孟加拉國(guó)的高砷水，都發(fā)生過(guò)嚴(yán)重的飲用水中毒事件。
飲用水的除氟技術(shù)，在國(guó)際上有骨炭吸附法，酸性磷酸鈣(CaHPO4)法，氧化鈣處理法和沸石——硫酸鋁除氟法。1983年天津化工研究院研制成功“飲用水除氟劑活性氧化鋁”它采用硫酸鋁作為再生劑，成為我國(guó)現(xiàn)行除氟技術(shù)的主要方法。也有人使用活性氧化鋁除氟，用硫酸溶液(V/V)10％再生。這些方法大同小異，都是在活性氧化鋁表面生成一層對(duì)氟離子有吸附和交換作用的羥基鋁化物表層。也就是對(duì)氟離子有吸附和交換作用的活性涂層。由于，硫酸鋁在水中的溶解度較大，不可能在沸石或活性氧化鋁表面大量沉積，所以涂層很薄，也就限制了這種除氟方法的除氟能力和設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間。除氟材料需要每天進(jìn)行再生處理。而且，處理后的水質(zhì)還會(huì)帶入硫酸根、鋁離子……等。使水質(zhì)類(lèi)型變差。

發(fā)明內(nèi)容
電化學(xué)方法除氟，除砷凈水器、它的正、負(fù)兩極都用鋁板作電板，在兩極之間用兩張陰離子交換膜，分隔出一個(gè)凈水區(qū)。這樣結(jié)構(gòu)的電化學(xué)池，在加以直流電壓后，電解池中發(fā)生離子導(dǎo)電和離子遷移作用。在電場(chǎng)作用下水中的F-，透過(guò)陰離子膜向陽(yáng)極區(qū)運(yùn)動(dòng)，并聚集在鋁陽(yáng)極周?chē)?br> 在鋁陽(yáng)極上，由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的(E°＝-1.66V)。
生成的Al3+與遷移而來(lái)的F-，相反應(yīng)在水中(Al·F)2+會(huì)發(fā)生水解并生成沉淀。
由反應(yīng)除去了凈水區(qū)中的氟化物?？蓪⒏叻幚沓煞闲l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(ρ(F-)＜1.0mg.l-1)的生活飲用水。在同樣的電解池里水中的砷化物AsO43-，AsO33-也會(huì)透過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極區(qū)遷移，并與鋁離子生成不溶性的砷酸鹽沉積物。
(Ks·p＝1.6×10-16)絕大多數(shù)帶負(fù)電荷的砷化物也將與羥基鋁膠體物發(fā)生膠凝作用，產(chǎn)生絮凝沉淀，除去了水中的砷化物。
如果處理的水，只是單一的高砷水，只須將兩張鋁電極板更換成兩個(gè)鐵板電極就可以了。電生鐵離子的除砷效率達(dá)到97％。耗電量還可節(jié)省一半以上。(附論文張千杰，電化學(xué)方法電生鐵離子凈化水，《巖礦測(cè)試》1997年第16卷，4期，PP310-312。


圖1為除氟、除砷凈水器A-A剖面。
圖2為除氟、除砷凈水器剖視圖。
在圖中，1.進(jìn)水口、2.出水口、3.殼體、4.鋁板電極、5.陰離子交換膜、6.鋁板電極、7.電極水區(qū)、8.凈水區(qū)、9.電極水區(qū)。
具體實(shí)施方法待處理的高氟水高砷水由凈水器入口1進(jìn)入凈水器，由出口2流出凈水器。在電極水區(qū)7、9中加入天然水，形成一個(gè)電化學(xué)電解池。在需要除F-除AsO43-時(shí)，可在鋁板電極4和6上加正和負(fù)的直流電壓10-15伏，由離子移遷現(xiàn)象產(chǎn)生約2～2.5安電流，在此電解條件下，可自出口流出符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的生活用水。
權(quán)利要求1.除氟、除砷凈水器，正、負(fù)兩極都采用鋁板作電極，兩極間用兩張陰離子交換膜把電化學(xué)池分隔成兩邊的電極水區(qū)和居中的凈水區(qū)的除氟、除砷凈水方法。
2.由權(quán)利要求1所述的除氟、除砷凈水器，電化學(xué)池用鐵板作陽(yáng)極的除去飲用水中的砷化物的凈水方法。
專(zhuān)利摘要除氟、除砷凈水器屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域中的一種電化學(xué)方法。凈化高氟水、高砷水是在電解池中進(jìn)行的。電解池的正、負(fù)兩極都用鋁材，再用兩張陰離子交換膜夾置在兩極之間。把電解槽分隔成陽(yáng)極區(qū)，陰極區(qū)和凈水區(qū)。在鋁電極上接通直流電壓以后，凈水區(qū)中的F
文檔編號(hào)C02F1/42GK2758244SQ200420058658
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者張千杰 申請(qǐng)人:張千杰