關鍵詞(ci):農村飲水;天(tian)然礦物質:濾料:降氟;除(chu)氟

一、高(gao)氟水危害及(ji)除氟方(fang)法

我國是(shi)世(shi)界上飲水(shui)型地方(fang)(fang)性氟中(zhong)毒流行最(zui)(zui)廣、危(wei)害最(zui)(zui)嚴重(zhong)的(de)國家(jia)之一。地方(fang)(fang)性氟中(zhong)毒是(shi)人體在高氟區的(de)特定(ding)地理環境中(zhong)，從(cong)外界長期攝人超過生理需要(yao)量的(de)氟積存(cun)于骨骼系(xi)統(tong)引起的(de)一種(zhong)慢性地方(fang)(fang)病(bing)。

氟(fu)在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)中極難處理，常(chang)用(yong)(yong)的活性(xing)炭和陰陽(yang)樹脂類材料對(dui)氟(fu)進行吸附。以(yi)(yi)骨炭為原料的除氟(fu)劑(ji)，其降氟(fu)容量高(gao)(gao)，但材料價格高(gao)(gao)、強度差、易破碎且出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)有(you)(you)(you)腥臭味(wei)。活性(xing)氧化鋁(lv)吸附降氟(fu)是(shi)比較成熟和常(chang)用(yong)(yong)的方(fang)(fang)法(fa)，我國目前約有(you)(you)(you)70%以(yi)(yi)上(shang)的降氟(fu)點采用(yong)(yong)了此(ci)法(fa)，但經過多年(nian)實踐證明該(gai)法(fa)還(huan)存在(zai)一(yi)些問題(ti)(ti)，一(yi)是(shi)連續運行時間(jian)(jian)短(duan)，很容易出(chu)現假疲(pi)勞;二是(shi)濾(lv)料易出(chu)現板結現象，使布水(shui)(shui)(shui)(shui)與(yu)集(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)不均勻(yun)，嚴重影響使用(yong)(yong)壽(shou)命。電滲析、反滲透(tou)等(deng)方(fang)(fang)法(fa)都可以(yi)(yi)徹底解決降氟(fu)問題(ti)(ti)，但其設備(bei)投資(zi)較高(gao)(gao)，用(yong)(yong)戶(hu)(hu)尤其是(shi)農(nong)村用(yong)(yong)戶(hu)(hu)難以(yi)(yi)承受(shou)。選(xuan)取適宜水(shui)(shui)(shui)(shui)源往往受(shou)到自(zi)然條件限制，許多地區近年(nian)采用(yong)(yong)打深井的方(fang)(fang)法(fa)，即(ji)穿透(tou)富氟(fu)水(shui)(shui)(shui)(shui)層取水(shui)(shui)(shui)(shui)。但打深井也存在(zai)一(yi)些問題(ti)(ti)，一(yi)是(shi)造價高(gao)(gao)，一(yi)次(ci)性(xing)投資(zi)大;二是(shi)有(you)(you)(you)的地方(fang)(fang)根(gen)本打不出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui);三是(shi)有(you)(you)(you)的深井水(shui)(shui)(shui)(shui)仍(reng)然氟(fu)超標(biao);四是(shi)即(ji)便深井水(shui)(shui)(shui)(shui)符(fu)合標(biao)準，用(yong)(yong)一(yi)段(duan)時間(jian)(jian)后，地表水(shui)(shui)(shui)(shui)就會(hui)和深井水(shui)(shui)(shui)(shui)溝通，依(yi)舊出(chu)現氟(fu)超標(biao)問題(ti)(ti)。

在尋求除(chu)氟方(fang)法中(zhong)，我們采用(yong)天然礦物制備除(chu)氟濾(lv)(lv)料，并對除(chu)氧性(xing)能進行了測試。目(mu)前，改性(xing)天然礦物濾(lv)(lv)料除(chu)氟方(fang)法已(yi)在農(nong)村飲水工程中(zhong)應用(yong)。

二(er)、天然(ran)礦物質濾(lv)料(liao)的制備及其除氟性能(neng)試(shi)驗

1試驗條件

試驗原料:硅鋁酸鹽礦物和明礬。
實驗儀器(qi)(qi)、設備:精密酸(suan)度計，氟離(li)子選(xuan)擇電極，振蕩器(qi)(qi)，恒溫水浴，焙燒爐，吸附過濾器(qi)(qi)。

2.試驗方法

(1)天(tian)然礦物質濾料的制備

天然礦(kuang)物質濾料采用如(ru)圖1所示(shi)工序制備。

(2)氟化物的測定方法
按照生活飲用水標準檢驗方法
(GB/T 5750.5-2006)規定，采用(yong)離(li)子選擇電極法測定水樣中F-離(li)子濃度(du)。

(3)除氟性能試驗方法

①靜態吸附試驗
稱取(qu)1g濾(lv)料(liao)，加人(ren)到(dao)定量(liang)的配(pei)制好(hao)的或(huo)天(tian)然(ran)的含氟水樣(yang)中，恒溫振蕩(dang)十靜(jing)置24h后，測定水樣(yang)的氟離子(zi)濃(nong)度(du)。

②動態吸附試驗
稱取一定量的(de)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料裝人吸附過濾(lv)(lv)(lv)(lv)器中，使含氟(fu)水(shui)在一定的(de)流(liu)速(su)下連續通過濾(lv)(lv)(lv)(lv)料層，同時定時檢測(ce)濾(lv)(lv)(lv)(lv)后水(shui)中氟(fu)離子(zi)濃度(du)。當濾(lv)(lv)(lv)(lv)后水(shui)中氟(fu)離子(zi)濃度(du)達(da)到(dao)1.0mg/L時，用5%-6%濃度(du)的(de)明礬對(dui)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料進(jin)行沖洗再生。再生后繼(ji)續對(dui)含氟(fu)水(shui)進(jin)行吸附過濾(lv)(lv)(lv)(lv)。如(ru)此反復。

3.實驗結果與分析

(1)天然礦物質濾(lv)料對水中(zhong)氟離子(zi)的吸附能力

天(tian)(tian)然礦(kuang)物(wu)質濾料(liao)對(dui)高(gao)氟水中的(de)氟化物(wu)具(ju)有(you)良好的(de)吸附(fu)去除作用，對(dui)不同(tong)的(de)天(tian)(tian)然水質條件(jian)有(you)較好的(de)適應性，見表(biao)1。由表(biao)1可以看出，水中硫酸(suan)鹽含量(liang)(liang)對(dui)天(tian)(tian)然礦(kuang)物(wu)質濾料(liao)的(de)除氟性能產生影響，硫酸(suan)鹽含量(liang)(liang)高(gao)時(shi)(>250mg/L時(shi))，濾料(liao)對(dui)氟的(de)吸附(fu)容量(liang)(liang)略有(you)下(xia)降，但仍然能夠達(da)到600mg/kg以上(shang)的(de)吸附(fu)容量(liang)(liang)。

(2)天然礦(kuang)物質濾(lv)料對(dui)水中(zhong)其他有害物質的(de)凈化能力

天然(ran)礦物(wu)質(zhi)濾料不僅具有優(you)良的降(jiang)氟性能，同時對水中其他有害物(wu)質(zhi)也具有良好的凈(jing)化能力，見表2。

(3)天(tian)然礦物質濾料的再生能力與(yu)運行穩(wen)定(ding)性

從天然礦物質濾料除(chu)氧試驗結果(guo)可知(zhi)，天然礦物質濾料具(ju)有(you)(you)良好的再(zai)生性(xing)(xing)能(neng)和穩定性(xing)(xing)。在多(duo)達100多(duo)次的反復吸附(fu)一脫附(fu)(再(zai)生)過程中(zhong)，其吸附(fu)性(xing)(xing)能(neng)曲線的總體(ti)趨勢平穩，沒有(you)(you)發現(xian)明顯的性(xing)(xing)能(neng)衰減(jian)。

三、在農村降氟改水工程中的應(ying)用實例

1.工程概況

天然礦(kuang)物質濾料的實例應用選在山東省商河縣。當地凈(jing)水含氟量3.2mg/L，工程設計處理(li)能力30t/h。工程配置1600mmx3800mm除氟罐3臺，裝(zhuang)填(tian)天然礦(kuang)物質濾料12t。

2.運行情況

將工程(cheng)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中一個再生周期的跟蹤監測(ce)情況繪制成圖(tu)，見(jian)圖(tu)2，其橫坐標(biao)為處(chu)理水(shui)量(liang)(liang)、縱坐標(biao)為出(chu)水(shui)氟含量(liang)(liang)。該工程(cheng)已連續(xu)運(yun)行(xing)2年多，性(xing)能穩定，產水(shui)含氟量(liang)(liang)符合(he)國家生活飲用水(shui)標(biao)準(GB5749-2006)。

四、結論

①天然礦物質濾料具有優良的降氟能力，對天然高氟水中氟的吸附容量大于600mg/L。
②天然礦物質濾料在降氟的同時也能較好的去除水中其他有害物質。
③天然礦物質濾料具有優良的再生能力和運行穩定性，在100多次的反復吸附一脫附(再生)過程中，未發現明顯的性能衰減。
④與其他(ta)水處(chu)理(li)方(fang)法、水處(chu)理(li)材料(liao)相比，天然礦物質濾(lv)料(liao)具有(you)性能穩(wen)定、使用(yong)方(fang)便、操(cao)作管理(li)簡單、使用(yong)壽命長(chang)等優點。

參考文獻:

[l]中國市政工程華北設計院.飲用水除氟設計規程四.1993.
[2]沈振華，張玉先.改性沸石用于飲用水除氟吸附容量研究.中國土木工程學會水工業分會給水委員會第十次年會暨2005年中日水處理技術交流會會刊，2005.
[3]胡麗娟，周琪.活化沸石的飲用水除氟工藝研究田.凈水技術，2005(3).
[4]唐受印，戴友芝(zhi).水處理工程師手冊網(wang).北京(jing):化學工業出版(ban)社(she)，2000.

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