混凝沉澱除氟

混凝沉澱除氟(coagulation sedimentation for defluorinate)指的是採用在水中投加具有凝聚能力或與氟化物產生沉澱的物質,形成大量膠體物質或沉澱,氟化物也隨之凝聚或沉澱,再通過過濾將氟離子從水中除去的過程。

主要方法,除氟劑,

主要方法

物理化學降氟改水主要有混凝沉澱法、濾層吸附法、離子交換法、電凝聚法、電滲析法及反滲透等方法。最常採用的是混凝沉澱法。混凝沉澱法所選用的混凝劑一般有硫酸鋁、聚鐵、聚鋁和明礬等,不同混凝劑的降氟效果不同。
  • 硫酸鋁的混凝沉澱除氟
硫酸鋁用量對降氟效果的影響:硫酸鋁溶液配成濃度為10%。用F-濃度為11mgΠL的原水進行試驗,硫酸鋁用量分別為011gΠL、012gΠL、013gΠL、014gΠL。試驗結果顯示,當硫酸鋁用量不同時,降氟率均低於40%,且各濃度的硫酸鋁降氟率相差不大,說明硫酸鋁溶液降氟率不高。依硫酸鋁混凝沉澱法的原理,硫酸鋁的鋁離子與水中氫氧根反應,生成氫氧化鋁。氫氧化鋁在pH值6~7的範圍,按下列反應,F-被吸附在氫氧化鋁膠體顆粒上,發生沉澱被去除。Al(OH)3+F-=Al(OH)2F。
基本原理:
1、吸附、鋁鹽絮凝除氟過程中生成的具有很大表面積的無定性的Al(OH)3(鋤)、原體對氟產生氫鍵吸附,氟離子半徑小,電負性強,這一吸附方式很容易生產。
2、離子交換F一與OH一的半徑相近,電荷相同,在鋁鹽絮凝除氟過程中,投加到水中後,All304(OH)147+等聚陽離子及水解後形成的無定性Al(OH)3(鋤)沉澱,其中的OH一和F一產生交換。
3、絡合沉澱F一能與A13“m等形成從AlF2+到A氓3一等6種絡合物,絡合沉降而去除氟。
  • 硫酸鋁的除氟效果
導致硫酸鋁的除氟效果差的原因主要是:由於使用硫酸鋁作為混凝劑生成的氫氧化鋁膠體沉降效果不好,所需沉降時間較長,吸附在氫氧化鋁膠體上的F-被解吸。在混凝過程中,加入助凝劑聚丙烯醯胺(PMA),目的是為了在氫氧化鋁膠體上產生較多的帶電部位,有利於吸附F-,同時由於帶電部位的同性電荷的相斥力,使高分子鏈條延伸為最大長度,有利於架橋,提高了混凝效果。
硫酸鋁對地下水的降氟效果較差。當硫酸鋁用量不同時,F-去除率均低於40%,且各濃度的硫酸鋁對F-的去除效果相差不大。加入助凝劑聚丙烯醯胺(PMA)後,硫酸鋁最佳用量為013gΠL時的降氟率達到5911%,但該方法工序繁瑣,且處理後的水含PMA,作為飲用水對人體健康有影響。

除氟劑

硫酸鋁:極易溶於水,硫酸鋁在純硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中與硫酸共同溶解於水,所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。
常溫析出含有18分子結晶水,為18水硫酸鋁,工業上生產多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%,即使100℃也不會自溶(溶於自身結晶水)。
不易風化而失去結晶水,比較穩定,加熱會失水,高溫會分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶於水、酸和鹼,不溶於乙醇。水溶液呈酸性。水解後生成氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成鹼式硫酸鋁。工業品為灰白色片狀、粒狀或塊狀,因含低鐵鹽而帶淡綠色,又因低價鐵鹽被氧化而使表面發黃。粗品為灰白色細晶結構多孔狀物。無毒,粉塵能刺激眼睛。

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