吸附法去除饮用水中的氟化物

摘要：利用活性氧化铝吸附去除饮用水中的氟化物，在进水氟化物2.66mg/L时，出水氟化物≤0.7mg/L，出水水质稳定，达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）中的要求。该项目为类似水中氟化物去除提供了实际参考。

关键词：氧化铝 饮用水 氟化物

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（c）-0075-01

氟是人体需要的微量元素之一，过量的氟会给人类带来沉重的灾难，工业生产中的氟化物更是破坏大自然生态平衡的罪魁祸首。氟是人体骨骼和牙齿的正常成分，微量的氟有助于骨骼和牙齿的发育，有明显的预防龋齿作用，而过量的氟却会造成地方性氟中毒，氟中毒不仅影响骨骼和牙齿，过量吸收氟还危机包括心血管、中枢神经、消化系统的全身疾病。同时影响全身发育和釉质发育不全，这些都是疑难病症，甚至是无法治愈的，这些危害性大大超出氟的防龋齿的作用。地方性氟中毒已属于一种地球化学性疾病。在我国44%县区内流行，病区人口约占1亿人，氟中毒者近500万人。人体摄取氟主要是通过水，还从食品、空气等获取。

饮用水氟含量在0.5～1.0mg/L时，氟斑牙患病一般为10%～30%，多数为轻度斑釉，当饮用水氟含量1～1.5mg/L时，多数地区氟斑牙患病率高达45%，以上中度、重度患者明显增多，据国外资料报道，氟摄入量达10mg/L左右可发生急性中毒，每日氟摄入量15～25mg/L，持续10～12年后可患氟骨症，每日摄取总量20mg，长期饮用可引起骨骼损伤。

人对氟的摄取不仅来源于饮用水，而且粮食、蔬菜、食品空气也能摄取，根据我国国情同时考虑经济和技术上的可行性，国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-85，对饮用水氟化物规定

1 工程概况

本方案涉及到的饮用水水源位于某小区，主要供给本小区750户家庭做生活饮用水使用。根据该市卫生防疫站出具的检验报告可以看出，目前该饮用水水源主要存在氟化物未达标，其它相关指标均达到国家生活饮用水卫生标准。该饮用水处理处理工程水质：氟化物2.66mg/L。根据设计要求，处理后的出水水质应达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）中的要求，即氟化物≤1.0mg/L。设计供水量为40m3/h。

2 饮用水处理工艺

2.1 饮用水处理工艺选择

处理工艺的选择是根据饮用水量、饮用水水质在考虑经济条件和管理水平的前提下，选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟工艺。目前关于饮用水处理氟化物有以下几种主要方法：活性氧化铝（磷酸三钙）吸附法和电渗析、膜法工艺[1～4]。目前应用电渗析除氟，在大型水厂有所增加，优点：运行管理简单，不需加药，只需调节直流电压即可；缺点：耗水量大，每制一吨去氟水需原水1.45t左右，耗电量大，每吨水大约耗电1.5～2度。反渗透一般用于纯净水制作，能去除水中95%以上的离子，水耗大，每制一吨纯净水需原水1.35t左右，耗电3度/吨水左右。吸附法是采用升流式活性氧化铝吸附过滤的方法，具有工艺先进、结构简单、吸附量大、运行周期长、单位面积产水率高等特点。经处理后出水水质好。再生耗水量少，并无泥渣排放。再生药剂采用硫酸铝，再生时间短，用药量少，无二次污染。整套处理工艺操作简单、管理方便。经过工艺比选，该项目采用氧化铝吸附工艺。

2.2 活性氧化铝吸附工艺设计

生活饮用水处理（活性氧化铝吸附）工艺流程见图1。含氟饮用水经提升泵进入活性氧化铝吸附过滤装置，出水经过二氧化氯消毒装置进行消毒，最后处理的饮用水供用户使用。

2.3 工艺设计

（1）提升泵现有提升泵两台，型号VFD-M。需增加两套变频设备以保证后续工段的稳定运行。（2）除氟装置数量1套，钢结构，型号SFJF-40，尺寸Φ2400×4500mm。配套有加药系统和反冲洗系统。（3）消毒装置数量1套，处理流量50m3/h。采用国际上最先进的亚氯酸钠与盐酸生产工艺，二氧化氯的产率平均在95%以上，无残液、无氯化消毒附产物产生，且不产生致癌物。在正常运行过程中，出现缺药、缺水时具有自动报警功能，并能实现自动停机。同时配套余氯检测仪1台。（4）集水池（现有）数量1座，有效容积80m3。

3 工艺运行分析

3.1 出水水质

通过两个月的调试运行，在工艺进水氟化物2.66mg/L，出水水质氟化物≤0.7mg/L。出水水质稳定，达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）中的要求，即：氟化物≤ 1.0mg/L。

3.2 经济分析

工程总投资估算为44.95万元。其中直接投资37.75万元，包括（建）筑物投资、设备投资、仪器仪表、自控投资和其它直接费用。电气控制部分投资估算为2.3万元。包括控制系统、操作按钮、电缆、饮用水处理站站区所有灯具等。间接投资4.9万元。运行成本主要包括电费、人工费及药剂费，折合处理成本1.3元/吨水。

4 结语

利用活性氧化铝可有效吸附去除饮用水中的氟化物，在进水氟化物2.66mg/L时，出水氟化物≤0.7mg/L，出水水质稳定，达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）中的要求。该项目为类似水处理提供了实际参考。

参考文献

[1]马永娴，张焕祯，范育鹏，等.改性人造沸石吸附处理高氟饮用水的试验研究[J].水处理技术，2011，37（1）：51-57.

[2]李永红，张伟，张晓健，等.浸没式超滤膜处理农村微污染地表水试验研究[J].中国农村水利水电，2010（6）：50-53.

[3]尹国勋，姜雪，朱利霞.活性Al2O3在高氟区地下水水质处理中的应用[J].河南理工大学学报：自然科学版，2007，26（1）：32-35.

[4]关旭.除氟剂性能的比较研究[J].市政技术，2006，24（4）：228-230.