吸附法去除飲用水中的氟化物

　　摘要：利用活性氧化鋁吸附去除飲用水中的氟化物，在進水氟化物2.66mg/L時，出水氟化物≤0.7mg/L，出水水質穩定，達到了《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）中的要求。該項目為類似水中氟化物去除提供了實際參考。
　　關鍵詞：氧化鋁 飲用水 氟化物
　　中圖分類號：X52文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0075-01
　　氟是人體需要的微量元素之一，過量的氟會給人類帶來沉重的災難，工業生產中的氟化物更是破壞大自然生態平衡的罪魁禍首。氟是人體骨骼和牙齒的正常成分，微量的氟有助于骨骼和牙齒的發育，有明顯的預防齲齒作用，而過量的氟卻會造成地方性氟中毒，氟中毒不僅影響骨骼和牙齒，過量吸收氟還危機包括心血管、中樞神經、消化系統的全身疾病。同時影響全身發育和釉質發育不全，這些都是疑難病癥，甚至是無法治愈的，這些危害性大大超出氟的防齲齒的作用。地方性氟中毒已屬于一種地球化學性疾病。在我國44%縣區內流行，病區人口約占1億人，氟中毒者近500萬人。人體攝取氟主要是通過水，還從食品、空氣等獲取。
　　飲用水氟含量在0.5～1.0mg/L時，氟斑牙患病一般為10%～30%，多數為輕度斑釉，當飲用水氟含量1～1.5mg/L時，多數地區氟斑牙患病率高達45%，以上中度、重度患者明顯增多，據國外資料報道，氟攝入量達10mg/L左右可發生急性中毒，每日氟攝入量15～25mg/L，持續10～12年后可患氟骨癥，每日攝取總量20mg，長期飲用可引起骨骼損傷。
　　人對氟的攝取不僅來源于飲用水，而且糧食、蔬菜、食品空氣也能攝取，根據我國國情同時考慮經濟和技術上的可行性，國家《生活飲用水衛生標準》GB5749-85，對飲用水氟化物規定<1.0mg/L標準，因而超此標準的飲用水必須進行除氟和消毒處理。
　　1 工程概況
　　本方案涉及到的飲用水水源位于某小區，主要供給本小區750戶家庭做生活飲用水使用。根據該市衛生防疫站出具的檢驗報告可以看出，目前該飲用水水源主要存在氟化物未達標，其它相關指標均達到國家生活飲用水衛生標準。該飲用水處理處理工程水質：氟化物2.66mg/L。根據設計要求，處理后的出水水質應達到《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）中的要求，即氟化物≤1.0mg/L。設計供水量為40m3/h。
　　2 飲用水處理工藝
　　2.1 飲用水處理工藝選擇
　　處理工藝的選擇是根據飲用水量、飲用水水質在考慮經濟條件和管理水平的前提下，選用安全可靠、技術先進、節能、運行費用低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟工藝。目前關于飲用水處理氟化物有以下幾種主要方法：活性氧化鋁（磷酸三鈣）吸附法和電滲析、膜法工藝[1～4]。目前應用電滲析除氟，在大型水廠有所增加，優點：運行管理簡單，不需加藥，只需調節直流電壓即可；缺點：耗水量大，每制一噸去氟水需原水1.45t左右，耗電量大，每噸水大約耗電1.5～2度。反滲透一般用于純凈水制作，能去除水中95%以上的離子，水耗大，每制一噸純凈水需原水1.35t左右，耗電3度/噸水左右。吸附法是采用升流式活性氧化鋁吸附過濾的方法，具有工藝先進、結構簡單、吸附量大、運行周期長、單位面積產水率高等特點。經處理后出水水質好。再生耗水量少，并無泥渣排放。再生藥劑采用硫酸鋁，再生時間短，用藥量少，無二次污染。整套處理工藝操作簡單、管理方便。經過工藝比選，該項目采用氧化鋁吸附工藝。
　　2.2 活性氧化鋁吸附工藝設計
　　生活飲用水處理（活性氧化鋁吸附）工藝流程見圖1。含氟飲用水經提升泵進入活性氧化鋁吸附過濾裝置，出水經過二氧化氯消毒裝置進行消毒，最后處理的飲用水供用戶使用。
　　2.3 工藝設計
　　（1）提升泵現有提升泵兩臺，型號VFD-M。需增加兩套變頻設備以保證后續工段的穩定運行。（2）除氟裝置數量1套，鋼結構，型號SFJF-40，尺寸Φ2400×4500mm。配套有加藥系統和反沖洗系統。（3）消毒裝置數量1套，處理流量50m3/h。采用國際上最先進的亞氯酸鈉與鹽酸生產工藝，二氧化氯的產率平均在95%以上，無殘液、無氯化消毒附產物產生，且不產生致癌物。在正常運行過程中，出現缺藥、缺水時具有自動報警功能，并能實現自動停機。同時配套余氯檢測儀1臺。（4）集水池（現有）數量1座，有效容積80m3。
　　3 工藝運行分析
　　3.1 出水水質
　　通過兩個月的調試運行，在工藝進水氟化物2.66mg/L，出水水質氟化物≤0.7mg/L。出水水質穩定，達到了《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）中的要求，即：氟化物≤ 1.0mg/L。
　　3.2 經濟分析
　　工程總投資估算為44.95萬元。其中直接投資37.75萬元，包括（建）筑物投資、設備投資、儀器儀表、自控投資和其它直接費用。電氣控制部分投資估算為2.3萬元。包括控制系統、操作按鈕、電纜、飲用水處理站站區所有燈具等。間接投資4.9萬元。運行成本主要包括電費、人工費及藥劑費，折合處理成本1.3元/噸水。
　　4 結語
　　利用活性氧化鋁可有效吸附去除飲用水中的氟化物，在進水氟化物2.66mg/L時，出水氟化物≤0.7mg/L，出水水質穩定，達到了《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）中的要求。該項目為類似水處理提供了實際參考。
　　參考文獻
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