如何去除水中氟离子学年论文

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含氟废水的处理研究的论文

含氟废水的处理研究的论文

含氟废水的处理研究的论文本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!摘要:近年来,现代工业的快速发展,特别是电子工业和含氟矿物的开采加工排放的废水含大量氟化物,导致每年的含氟废水排放量急剧增加。

氟的大量排放污染环境的同时威胁着人类的健康,因此必须加强对含氟工业废水的处理。

关键词:含氟;废水处理;研究1 前言氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟有益于人力健康,但是含量过低或过多都会危害健康,特别是过多会引起氟中毒。

人们日常饮用水含氟量一般控制在~/l,长期饮用氟离子浓度大于1mg/l水对人体不利,严重的会引起氟斑牙与氟骨症以及其他一些疾病,甚至会诱发肿瘤的发生,严重威胁人类健康。

现代工业的发展的同时,排放了大量的高浓度含氟工业废水,这些废水一般含有呈氟离子(f-)形态的氟。

而很多企业尚无完善的处理设施来对这些废水加以处理,排放的废水中氟含量超过国家排放标准,氟离子浓度应超过了10mg/l,严重地污染着人类赖以生存的环境的同时给人类的健康造成很多威胁。

因此,高浓度含氟废水处理研究成为了当前环保及卫生领域重要的研究课题。

2 含氟废水处理的基本工艺研究当前,国内外高浓度含氟废水的处理方法有数种,常见的有吸附法和沉淀法两种。

其中沉淀法主要应用于工业含氟废水的处理,吸附法主要用干饮用水的处理。

另外还有冷冻法、离子交换法、超滤除氟法、电凝聚法、电渗析、反渗透技术等方法。

沉淀法沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一,是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀,通过固体的分离达到去除的目的,药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。

化学沉淀法化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理,采用较多的是钙盐沉淀法,即石灰沉淀法,通过向废水中投加钙盐等化学药品,使钙离子与氟离子反应生成caf2沉淀,来实现除去使废水中的f-的目的。

除氟的常用方法

除氟的常用方法

除氟的常用方法氟是一种常见的元素,广泛存在于自然界和人类生活中的许多物质中。

然而,在某些情况下,我们需要除去或减少氟的存在,以满足特定需求。

下面将介绍一些常用的方法来除氟。

1. 吸附剂法吸附剂法是一种常见的除氟方法,通过使用特定的吸附剂来吸附和去除水中的氟离子。

常用的吸附剂包括活性炭、氟化铝和氟化铁等。

这些吸附剂具有高度的亲氟性,可以有效地将水中的氟离子吸附到其表面上,从而达到除氟的目的。

2. 沉淀法沉淀法是一种将氟离子与其他物质反应生成难溶沉淀物的方法。

常用的沉淀剂包括氢氧化铝、氟化钙和氟化钡等。

这些沉淀剂与氟离子反应后会生成难溶的氢氟化铝、氟化钙或氟化钡等沉淀物,通过沉淀物的形成和沉淀过程将氟离子从水中除去。

3. 离子交换法离子交换法是一种通过将水中的氟离子与离子交换树脂上的其他阴离子进行交换,从而达到除氟的目的。

常用的离子交换树脂包括强碱性树脂和强酸性树脂等。

水中的氟离子在经过离子交换树脂床层时,会与树脂上的其他阴离子进行交换,从而将氟离子从水中去除。

4. 膜分离法膜分离法是一种将水中的氟离子通过膜的选择性渗透来实现除氟的方法。

常见的膜分离方法包括反渗透、纳滤和超滤等。

这些膜的孔径较小,可以阻止氟离子的通过,从而将水中的氟离子去除。

膜分离法除氟效果较好,且操作简便,被广泛应用于水处理领域。

5. 化学沉淀法化学沉淀法是一种通过添加化学剂使水中的氟离子与之反应生成难溶的沉淀物的方法。

常用的化学剂包括氢氧化钙、氟化钙和氢氧化镁等。

这些化学剂与水中的氟离子反应后会生成氟化钙、氟化镁或氢氟化钙等沉淀物,通过沉淀物的形成和沉淀过程将氟离子从水中除去。

除氟是一项重要的工作,能够保障水质的安全和健康。

通过吸附剂法、沉淀法、离子交换法、膜分离法和化学沉淀法等常用的除氟方法,我们可以有效地去除水中的氟离子,提高水的质量,保护人们的健康。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的除氟方法,并严格控制操作条件和处理效果,以确保除氟效果和水质的安全。

去除水中铝及氟的研究

去除水中铝及氟的研究

去除水中铝及氟的研究一、背景水中铝及氟的含量对人体健康有着重要影响。

铝是一种潜在的神经毒素,长期饮用含铝的水可能导致老年痴呆等神经退行性疾病。

而氟是人体必需的微量元素之一,适量摄入氟化物对预防龋齿和骨质疏松有积极作用,但过量摄入可能导致氟斑牙和氟骨症等健康问题。

因此,研究水中铝及氟的去除方法具有重要意义。

二、方法1、物理方法物理方法是去除水中铝及氟的一种有效手段。

其中,最常见的是活性炭吸附。

活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积,能够吸附水中的有机污染物、重金属离子、氟离子等。

有研究表明,活性炭对铝及氟的去除率较高,但再生困难,成本较高。

2、化学方法化学方法是通过投加化学药剂与水中铝及氟离子反应,从而将其去除。

常用的化学药剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝等混凝剂,以及氟离子交换树脂等。

这些方法具有较高的去除效果,但可能会造成水质的二次污染,且运行成本较高。

3、生物方法生物方法是通过微生物的作用,将水中的铝及氟离子转化为无害物质或将其吸附在微生物细胞壁上。

主要有固定化微生物法和活性污泥法等。

固定化微生物法是将微生物固定在载体上,提高微生物的耐受力,并实现微生物的重复利用。

活性污泥法则利用污泥中的微生物群体,通过曝气、沉淀等过程将铝及氟离子去除。

生物方法具有环保性和可持续性,但处理周期较长,需要结合物理或化学方法进行优化。

三、结果不同方法对于水中铝及氟的去除效果存在差异。

物理方法的优点在于操作简单、见效快,但再生成本较高。

化学方法具有较高的去除率,但可能造成二次污染,且运行成本较高。

生物方法环保性和可持续性较好,但处理周期较长,需要结合物理或化学方法进行优化。

四、讨论在实际应用中,应根据具体的水质和处理要求,选择适合的去除方法。

对于出水水质要求较高或处理水量较大的情况,可以考虑采用物理与化学相结合的方法。

同时,应注重优化工艺参数和操作条件,提高处理效率,降低运行成本。

未来研究应以下几个方面:一是深入研究各种方法的去除机制和优化条件,提高处理效率;二是探索新型的去除材料和方法,降低成本,提高可再生性;三是结合人工智能、物联网等先进技术,实现水处理过程的智能控制和优化管理;四是加强应用基础研究与产业化开发的衔接,推动水中铝及氟去除技术的创新和应用。

二氧化钛去除水中氟离子的研究进展

二氧化钛去除水中氟离子的研究进展

二氧化钛去除水中氟离子的研究进展龚向红1,付娆2,冯江涛2*(1.义乌市水处理有限责任公司,浙江 义乌 322000; 2. 西安交通大学能源与动力工程学院环境工程系,陕西 西安 710049)摘要:中国是典型的大面积高氟地区,因此,对饮用水中氟离子去除的研究尤为重要。

二氧化钛作为一种新型除氟剂的理想材料,具备良好的应用前景。

文章简述了二氧化钛材料的液相合成技术,指出了当前二氧化钛材料合成的发展方向。

并进一步综述了二氧化钛作为吸附剂吸附去除水中氟离子的研究现状,深入探讨了影响吸附过程的因素以及相应的吸附机理。

最后,提出了二氧化钛吸附去除氟离子过程中亟待研究和解决的问题。

关键词:二氧化钛;吸附;氟离子中图分类号: TQ0 文献标志码:A 文章编号:1008-4800(2021)11-0058-02DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.11.029Research Progress of Fluoride Removal from Water by Titanium DioxideGONG Xiang-hong 1, FU Rao 2, FENG Jiang-tao 2* (1.Yiwu Water Treatment Co., Ltd., Yiwu 322000, China ;2.Department of Environmental Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China )Abstract: China is a typical large area with high fluoride, so it is very important to study the removal of fluoride from drinking water. As an ideal material of new defluoridation agent, titanium dioxide has a good application prospect. In this paper, the liquid phase synthesis technology of titanium dioxide materials is briefly described, and the development trend of titanium dioxide materials synthesis is pointed out. In addition, the research status of fluoride removal by titanium dioxide as adsorbent was reviewed, and the factors affecting the adsorption process and the adsorption mechanism were discussed. Finally, the problems that need to be studied and solved in the process of fluoride removal by titanium dioxide adsorption are put forward.Keywords: titanium dioxide; adsorption; fluoride ion0引言氟能维持人体正常的生理活动,是人体必需的微量元素之一。

饮用水除氟技术研究综述

饮用水除氟技术研究综述

第2期 收稿日期:2020-10-20作者简介:陈东(1985—),江苏徐州人,分析化学硕士,工程师,主要从事仪器分析方向研究工作。

饮用水除氟技术研究综述陈 东(徐州市铜山区自来水公司水质检测中心,江苏徐州 221116)摘要:我国水体中广泛存在氟污染情况,长期饮用高氟水已经给人民的身体健康造成了巨大危害,因此饮用水除氟技术已经受到了越来越多的关注。

本文综述了近些年国内外最主要的几种除氟方法,其中吸附法被应用的最为广泛,所以文章又对各种吸附剂除氟的特点和不足进行了介绍,并对吸附法未来的研究方向进行了展望。

关键词:饮用水;除氟;吸附剂中图分类号:TU991.266 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2020)02-0261-02ReviewofFluorideRemovalTechnologyinDrinkingWaterChengDong(WaterQualityTestingCenterofXuzhouTongshanWaterCompany,XuzhouJiangsu 221116)Abstract:FluoridepollutioniswidespreadinwaterinChina,Drinkinghighfluorinewaterforalongtimehascausedgreatharmtopeople'shealth,Therefore,Thefluorideremovaltechnologyofdrinkingwaterhasreceivedmoreandmoreattention.Inthispaper,themainmethodsoffluorideremovalathomeandabroadinrecentyearsarereviewed,Theadsorptionmethodisthemostwidelyused,Sothepaperalsointroducesthecharacteristicsandshortcomingsofvariousadsorbentsforfluorideremoval.Finally,thefutureresearchdirectionofadsorptionmethodisalsoprospected.Keywords:drinkingwater;defluorination;adsorbent 氟广泛的存在于地下水中,是人体必需的微量元素之一,但人体如果摄入过量的氟,则会改变骨结构,产生氟斑牙病、氟骨病等症状。

水处理除氟方案范文

水处理除氟方案范文

水处理除氟方案范文随着工业的迅速发展和人口的增加,水资源的短缺问题日益突出。

为了满足人们对洁净饮用水的需求,水处理成为一项重要的技术。

然而,在有些地区,水中含氟量过高,这对人体健康造成潜在的威胁。

因此,水处理除氟成为了解决这一问题的关键方案之一物理方法是指通过改变水的温度、压力和溶解度等物理条件来除去水中的氟。

其中,蒸馏是一种常用的物理方法。

蒸馏是利用水和氟化物在不同温度下的蒸发和冷凝特性的差异来分离氟化物的技术。

具体操作时,在低压条件下使水蒸发,然后将蒸气冷凝成液体,得到干净的水。

化学方法是指通过添加化学试剂与水中的氟化物发生反应,将氟化物转化为可沉淀或可挥发的化合物,从而将其从水中去除。

常用的化学方法包括沉淀法和吸附法。

沉淀法是指通过添加适量的盐类,使氟化物与盐类反应生成不溶于水的沉淀物,从而实现除氟的目的。

吸附法是指利用吸附剂对水中的氟离子进行吸附,从而将其从水中去除。

生物方法是指利用生物材料或微生物来除去水中的氟。

常见的生物方法包括生物吸附和生物降解。

生物吸附是指利用生物材料的吸附性能将水中的氟离子吸附下来,并保持在吸附剂表面的技术。

而生物降解是指利用微生物降解水中的氟化物,将其转化为无害物质的技术。

然而,以上三种方法各有优劣。

物理方法的操作复杂,能耗较高;化学方法需要添加化学试剂,可能产生有害物质;而生物方法对生物材料和微生物的选择有一定的限制,并且处理时间较长。

因此,综合考虑各种因素,最佳的水处理除氟方案是将物理方法、化学方法和生物方法结合起来。

首先,采用物理方法,如蒸馏,使水中的氟化物浓度降低。

然后,使用化学方法,如沉淀法,使水中剩余的氟化物转化为沉淀物。

最后,利用生物方法,如生物吸附,将水中微量的氟离子吸附下来,实现完全除氟。

总之,水处理除氟是解决水资源短缺和水污染问题的重要方案之一、通过结合物理方法、化学方法和生物方法,我们可以有效地去除水中的氟,确保人们获得洁净可靠的饮用水。

饮用水除氟现状及对策透析论文.txt


(2)家庭饮用水除氟净水器的问题。铝盐混凝法是家庭饮用水除氟的常用方法之一。铝盐混凝法除氟的主要缺点是处理后产生大量的沉淀污泥以及除氟后水中的氯离子和硫酸根有增加趋势。此外,以铝盐为混凝剂,处理后水中含有大量溶解铝引起人们对健康的担心。亳州经济相对落后,农村使用家庭净水器相对较少。而对于使用净水器的家庭,随着使用时间的增长,内芯截留的污物越来越多,很快就达到“收支平衡”,从而失去净化效果,但使用者却误把出水作净化水使用,以致损害健康。另外,内芯的更换既麻烦成本又高,频繁更换内芯也会让一般的农村家庭无法接受。(3)集中供水除氟存在的问题。①除氟设施问题。一是除氟剂吸附容量低。亳州市现有的饮用水集中供水除氟工程多数采用的是活性氧化铝吸附法,现有活性氧化铝普遍采用的颗粒粒径比较大,第1周期吸附容量比较低,数周后吸附容量更低。运行一段时间后,滤料容易出现板结现象,造成布水或者集水的不均匀,严重影响使用寿命和吸附容量。二是除氟设施再生时间长,用药量大。活性氧化铝吸附剂的再生,用2%硫酸铝溶液浸泡再生,再生液可重复使用,完成再生过程需要2d的时间,再生剂用量比较高,花费较大。有些除氟罐罐体太高、内径太小,反冲洗时难以使滤料充分膨胀,不能够很好的排除悬浮物。再生问题大大限制了除氟装置的运行,应加以改进解决。三是除氟设施设计问题。多数钢材除氟罐内壁防腐涂层或滤料易剥落,大片铁锈污染氧化铝,产生的铁离子导致活性氧化铝中毒,失去活性,大大影响了活性氧化铝除氟的效果,滤料也易板结,使用寿命短,而且此法的铝溶出较高,处理水中不可避免残留铝离子,有引起大脑疾病的风险。有些除氟设施出水检测方法繁琐,原水与过滤设备接触时间缺乏自动控制设备,这些方面都会影响除氟设施的正常运行。②除氟设施运行管理问题。由于除氟设施运行于农村,这些地区大多经济比较落后,因此除氟设施的管理运行也存在多方面的问题。一是由于资金限制,除氟装置维护、维修困难。农村经济比较落后,而除氟设施的运行需要许多的资金。除氟设施损坏后由于没有足够的资金修理,往往是报废不用。二是维护管理人员知识水平问题。设备维护人员专业知识水平参差不齐,有的甚至不知道滤料再生。还有的管水员装填新活性氧化铝后,只用水冲去粉粒,不经硫酸铝“活化”处理就运行。三是除氟设施管理混乱。重建设、轻管理是各个地方除氟设施存在的通病。除氟设施因各种原因停用。除氟设施的出水水质不能够定期检测。公务员之家

废水中氟离子的去除方法

废水中氟离子的去除方法一、石灰中合法:在处理高浓度氟废水时,石灰沉淀法是一种很有效的除氟方法,简单、便宜、效果显。

利用石灰中的钙离子与氟离子生CaF2沉淀而除去氟离子。

石灰投加的方式可采用投加石灰乳或投加石灰粉,一般情况下,投加石灰粉适合在酸性较强的场合,投加石灰乳多在pH相对较高的场合。

化学反应:CaO+H2O=Ca(OH)2+Ca2++2OH-Ca2++2F-=CaF2除去1mg氟理论上约需要消耗氧化钙的量为1.47mg,但由于废水中其他物质的影响以及氧化钙除氟效果比较差,实际处理过程中,石灰投加量往往需要过量50%以上。

另外,氟化钙本身具有一定的溶解性,溶度积常数为1.7×10-10,即便把pH值调至13,理论氟离子浓度降到10mg/L,已经石灰除氟的极限了。

二、投加混凝絮凝剂石灰沉淀的预处理后,再进行混凝沉淀,也就是:石灰沉淀+混凝沉淀组合,基本可以让氟离子达标了。

此法是业内处理低浓度(浓度小于20mg/L)含氟废水的主要方法,在碱性环境下,混凝剂入水体后形成的胶体带正电,氟离子自带负电荷,就这么被吸过去。

切记,碱性环境才好用,酸性效果不好,和常见的混凝沉淀原理一样。

三、投加磷酸盐同上,也是石灰沉淀预处理后补充使用。

通过投加石灰把pH值调节至9.8-11.8,反应半小时。

再投加磷酸盐,并且把pH值调成中性6.3-7.3,反应4-5小时,这样会生成溶度积常数更低的氟磷酸钙。

最后静止澄清4-5小时,出水氟浓度一般可以处理在5mg/L左右了。

四、物理吸附前面说的石灰沉淀+混凝沉淀组合,石灰沉淀+磷酸盐组合基本可以让氟离子达标,如果有更高的要求,我们还可以用一种办法:物理吸附!把吸附剂装入填充柱,采用动态吸附方式,也能轻松把氟离子浓度降低至1mg/L以下。

相比混凝沉淀方法,稳定太多!吸附剂材料有很多,比如沸石、膨润土、活性炭、活性氧化铝、氧化锆等等。

低浓度含氟水处理方法

低浓度含氟水处理方法说实话低浓度含氟水处理这事,我一开始也是瞎摸索。

我就知道氟这东西,多了不好,所以得想办法把水里那点氟给处理掉。

我试过的第一个方法就是化学沉淀法。

你们想啊,就有点像灰尘落到地上堆成一堆那种感觉。

我就往水里加钙盐,什么氯化钙之类的,想着钙和氟能反应生成氟化钙沉淀嘛。

可这过程没我想的那么简单啊。

一开始我也不知道加多少钙盐合适,就一点点往里加,结果不是加少了氟除不干净,就是加多了又有新的问题,像是水的pH值变了,搞得水里好像一团乱麻一样。

后来又了解到离子交换法。

这就好比是一群小朋友(离子)在换座位一样。

我找了那种专门能吸附氟离子的树脂,把水通进去。

但是这个操作起来可讲究了,那树脂的量得控制好啊,少了吸不干净氟,多了又浪费成本。

我还因为这个试过不同品牌不同规格的树脂呢。

有时候换一批新的树脂进去,刚开始效果还行,过会儿可能就不太好,可能是因为我对前面的预处理没做好,水里有些杂质把树脂的“小座位”给堵住了,那些氟离子就没法去跟它换座位了。

还有吸附法,我用过活性氧化铝这个东西。

它就像个小海绵,可劲儿吸氟。

不过这个也不是万能的,用久了它的吸附能力就下降了。

而且这活性氧化铝对水的条件也有要求,要是水太酸或者太碱了,它的吸附效果就大打折扣。

像有次我处理一批有点偏酸性的低浓度含氟水,我就没先调节水的pH值就直接用活性氧化铝,结果效果特别不好,我还纳闷儿呢,后来才恍然大悟原来是这么回事儿。

从我自己这么多的尝试来说,要处理低浓度含氟水啊,千万不能头脑一热就干。

不管用哪种方法,之前都得把水的基本情况摸清楚,像pH值啊、有没有其他干扰的离子啊这些。

化学沉淀法要是用的话要精细计算钙盐的量,还得注意后续对pH值的调节;离子交换法对树脂的选型和预处理至关重要;吸附法也要注意吸附剂的状态和对水条件的调整呢。

我还在不断摸索,说不定以后又能找到更好更简便的方法。

我之前有段时间还把这几种方法试着混合了一下用。

我想着可能几种方法一起上会更靠谱。

水中氟的去除的研究现状及发展前景

水中氟的去除的研究现状及发展前景本文介绍了饮用水中氟的含量过多对人体造成的危害,近两年来国内外去氟工艺的发展现状,介绍了各种去氟工艺的原理,比较了其优缺点及适用条件。

详细地介绍近几年来的新发现的氟吸附剂。

对以后发现新的饮用水的去氟工艺进行了展望。

标签:氟离子;吸附法;电去离子法1、含氟水的来源及危害氟是人体中必需的微量元素,适宜地摄取氟离子可以有效地预防龃齿。

饮用水是人类获取氟的主要方式。

我国水中饮用水中氟的来源主要有两种,一是工业生产中的含氟废水,含氟废渣,含氟废气的排放导致部分地区的饮用水氟含量超标;二是高氟地下水。

目前我国约有3.3亿人饮用高氟水,解决饮用水中氟含量高的问题十分必要。

饮用型高氟水的解决方法有:一是更换水源,二是找到合适的去氟工艺,在原水的基础上降低水中氟的含量。

我们一般采用的是通过物理化学的方法降低水中的氟的含量。

2、目前去除氟的方法2.1 吸附法,吸附法是普遍采用的方法,具有易于操作,成本低和有效的特点,且具有可再生的优点。

与其他方法相比,吸附技术是首选。

在处理含氟水的过程中,具有良好的结构,吸附能力高,易于分离的吸附剂是非常可取的。

刘成等人研究出粉状和球状羟基磷灰石能够通过吸附作用去除水中的氟离子,对徐州当地的地下水中的氟离子的去除容量分别为15.3mg/g和6.8mg/g,且去除效果稳定。

Chen,GJ 发现使用炭化氢氧化铝涂层蘑菇渣吸附也可以有效地去除饮用水中的氟离子。

其中在PH为6~10的情况下,氟浓度可由10mg/L降低到1mg/L。

使用改性的蘑菇栽培废水,采用田口实验设计交替使用电凝实验,可以有效哦的去除饮用水中的氟离子。

锐钛矿型二氧化钛是采用低温一步水解法合成的,能够快速地吸附氟离子,在PH为 3.8的情况下可优先吸附,由朗格缪尔方程计算过的最大吸附量为32.15mg/g.有学者成功制备一种采用镧和铝改性的天然粘土。

改性粘土的吸附容量为1.3033mg/g粘土可以由KAl(SO4)212h2o再生。

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如何去除水中氟离子学年论文Prepared on 21 November 2021学年论文(课程设计) 题目水体中氟离子的去除方法学生姓名陈旭学号学院环境科学与工程学院专业给水排水工程指导教师许正文二O一五年一月一日水体中氟离子的去除方法学号姓名陈旭摘要:目前,我国水体污染情况变得日益严重,地表水体和地下水中氟离子的污染频发,因此也越来越受到人们的关注。

中国是典型的大面积高氟地区,因此对水体中氟离子的去除研究十分必要。

水体除氟方法主要有离子交换法、吸附法、化学沉淀法等,其中吸附法是应用最广的除氟方法。

本文主要综述了当前水体中常用的除氟方法及水体除氟方法最新的研究进展,重点分析各种方法所存在的各种优势和缺陷,并探究在实际除氟应用中的可行性,指出了今后水体除氟的主要研究方向。

关键词:水体;氟离子;氟污染现状;吸附;去除方法1. 前言氟,卤族元素,广泛地存在于地下水中。

地下水流经富氟岩矿,如萤石、磷灰石、水晶石时,经过长年的物理、化学作用,氟由固态迁移入地下水,一般地下水含氟少于Img/L。

由于地理、环境、地质构造等因素的影响,我国部分地区特别是矿区地下水含氟超标,其含量为L到15mg/L 不等,其中以≤10mg/L居多[]1。

氟离子和氢离子的电荷量相同,它们的离子半径也近乎一样,在很多矿物结构中它们能经常的互相取代。

在自然界中岩石、土壤及矿物中都含有氟元素,在岩石中氟多以氟石,氟磷灰石和冰晶石等化合物的形式存在[]4~2。

土壤中氟化物的含量从痕量到7070mg. kg1-不等,岩石类中的磷矿石中氟化物含量在80~ 1-之间。

它们都是重要的化工原料,广泛应用于炼铝、磷肥、钢铁以及有机氟高级润滑油。

氟化物具有一个重要环境化学特征:它有一定的水溶解性,在酸性和中性环境中也能以稳定的离子、金属络合物的状态存在,易于随着水发生迁移,所以氟的迁移性比较强。

大气中的氟主要来源于扬尘、工业排放、海水蒸发、燃煤废气、火山爆发等。

火山爆发产生的氟化物在世界范围内约为每年730吨[]5。

负一价是自然界中的氟唯一的形式存在,而大多数氟化物都有一定的水溶性,因此天然水氟离子浓度的大小随其流经的土壤、岩石的含氟量变化而变化。

且在一定程度上,含氟量也与其流经的土壤、岩石的pH值和温度等因素有关[]10~6。

水体中氟的来源一切加含氟原料和制备含氟产品的工业企业,在未设置深度的除氟工艺流程的情况下,都是产生含氟三废的污染来源。

在钢铁、铝电解、磷肥、水泥、砖瓦、陶瓷、玻璃等行业均存在不同程度的氟污染。

钢铁企业的高炉、转炉等冶炼工艺中需要加入萤石作为助熔剂,冶炼过程产生的烟气和粉尘是钢铁企业氟污染的主要来源。

炼铝企业的氟污染主要来自铝电解时所消耗的氟化铝和冰晶石,一般每生产1铝锭约消耗40 至50 kg氟化物盐,同时生产氟化铝和冰晶石的过程中也有氟污染产生;磷肥工业的氟污染则是因磷矿石中普遍含氟(约2%)所致,其中约19%的氟随废水、废气、废渣进入环境;在玻璃、陶瓷、搪瓷及水泥生产中,为改善工艺条件,提高产品质量,常需添加萤石、冰晶石、氟硅酸钠等含氟原料,高温下烧制时,也会产生大量的氟污染物;砖瓦生产中,因制砖粘土含氟,在砖坯烧制过程中,会产生大量的氟污染。

此外,煤炭中也含有氟,燃煤过程约有75%的氟排入大气,其对环境的影响也不小[]11。

影响地表水中氟的积累的因素主要有3个:(1)地理环境的不同会使氟的分布产生影响;(2)气候条件的影响,蒸发的浓缩作用会使地表水中形成大量的氟富集;(3)水化学特性的影响。

自然环境中氟的地球化学行为在很大程度上受钙离子控制。

另外,pH值是控制水中[C a+2]和[CHO3-]的重要因素,故在碱性条件下则有利于氟的富集[]12。

在自然状态下,土壤、海水、地面水、地下水都含一定量的氟。

地下水含氟量一般为至L,而高氟区可达10至20mg/L。

高氟区居民被迫长期饮用这种高氟地下水,会出现牙齿和骨骼的氟中毒症状。

所以氟污染导致的发病人群常有明显的地区性,因此这类氟中毒被称为地方性氟中毒。

饮用水含高浓度的氟是否有致畸作用、致突变作用以及致癌作用至今尚无定论,这也是许多学者研究的方向。

此外,氟污染不仅影响人类的身体健康,还可以使动、植物中毒,影响农业和畜牧业的生产和发展。

污染物的危害人体内的氟的摄取,直接来自饮用水、进食和空气。

如果饮用水中含有微量浓度的氟离子,这被认为对人类和动物均是一种非常重要的微量营养物质,他对于防治龋齿和促进硬组织的矿化过程具有关键作用[]14。

在牙釉质和骨骼形成的钙化所允许适宜阂值范围内,氟化物尤其对8岁以下的幼童是有益的[]15。

但是,吸收氟化物过量,会让儿童的恒牙发育受到影响。

当牙齿形成时,釉质表面的某些区域可能会脱色,严重时牙齿还会出现缺损。

科学家发现,牙齿的氟中毒现象在饮用氟化水的社区中极为普遍。

所以,如果氟化物的含量超过一定值,它便转化为一种有害物质,能导致对人类健康非常严重的危害。

缺氟或过量摄入氟对人体健康都是不利的。

缺氟会导致齿质变差,容易脱落。

过量的氟会抑制体内酶化过程,破坏人体正常的钙、磷代谢,使钙从正常组织中沉积和造成血钙减少;由于氟的矿化作用有可能将骨骼中的轻基磷酸钙转变为氟磷酸钙,而破坏骨骼中正常的氟磷比;氟还能引起骨膜增生及生成骨刺等病变,使骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形发脆,危及骨骼正常的生理机能。

解决氟污染问题成为迫切需要解决的重大任务与课题[]16。

2. 污染物的处理方法离子交换法离子交换法主要是通过离子交换树脂、磺化烟煤、锯屑等的离子与水中氟离子发生交换作用从而达到除氟的目的。

由于原理简单,学者们很早就对该方法展开了研究。

1935年英国人B. A.亚当斯和E. L.霍姆斯用苯酚和甲醛合成了有机离子交换树脂并应用于工业生产过程中。

1960年美国的两家公司合成了兼具离子交换和吸附功能的大孔树脂,促进了离子交换法在水处理中的应用。

现阶段主要采用离子交换树脂作为离子交换剂,因其具有较强的交换吸附能力,可以有效降低氟的含量。

目前常用的是氨基磷酸树脂,它对氟离子有很强的络合作用,吸附氟的最高量为 mg/L,去除率大于75 % 。

目前,学者们也在不断的探究新的技术,探究不同种类和性质的树脂在水体除氟中的应用。

等[]17采用了包含Zn/Cr的层状双氢氧化物和它的聚合物除氟,研究发现这种聚合物的最大除氟能力为31 mg/g,除氟量大,性质稳定,有很高的扩散系数。

采用离子交换法可以使氟浓度有效降至1. 0mg/L以下,离子交换剂可以通过再生重复使用,对于水体的污染较小,应用离子交换法还可以回收有用的物质继续用于生产中。

但是由于目前主要使用的是阴离子交换树脂,对水中主要阴离子的交换能力为:SO-24>N0-3> Cl- > F-,因此,会造成竞争吸附,影响除氟效果。

另外,离子交换树脂的再生工艺复杂,增加了使用成本。

因此在实际中主要是应用在工业企业的水处理中,并没有大面积的推广。

今后,如何合成交换容量大、成本低、再生简单的离子交换树脂将成为应用离子交换法除氟取得突破的关键。

吸附法吸附法是目前研究最多的地表水除氟技术之一,主要针对含氟量较低的天然水体或饮用水。

该法是利用具有高比表面积、易再生的吸附材料,通过物理、化学等作用将水中溶解的氟离子吸附从而降低氟含量的目的。

吸附剂吸附氟的能力与所用吸附剂的种类和吸附剂的表面积有很大关系,吸附剂表面积越大,吸附能力越强。

同时,吸附能力也与水化学条件,如溶液的州值,温度以及氟浓度等有关。

根据原料的不同,去除含氟水中氟的吸附剂可分为:改性沸石类吸附剂、铝盐吸附剂、铁盐吸附剂、稀土类吸附剂、生物吸附剂以及其他类吸附剂。

2.2.1吸附法具体介绍吸附法是利用吸附剂具有高比表面积、易再生等特性,通过物理、化学等作用吸附水中的氟离子,从而降低氟含量。

沸石、粉煤灰、矾土等天然材料由于具有多孔性、化学性质稳定等特点,很早就作为吸附剂应用在含氟水处理工艺中。

Vaishali等[]18发现柠檬叶可以作为吸附剂除氟,当氟离子浓度为2 mg/L,pH为2时,最大吸附量可达70 %,该方法成本低,操作简单,吸附剂易得,有很好的发展前景。

但是由于一些天然材料的吸附效果并不理想,一些学者开始研究将它们改性,改性后它们的孔道特性会使吸附性能显着增强,除氟率较高,具有很好的应用潜力:梁鹏等[]19比较了用混合稀土离子改性的壳聚糖和只用La+3改性的壳聚糖的除氟能力,实验表明,2h内,两者的除氟量分别为3.72 mg/g和3. 16 mg/g,水中的碳酸盐对于吸附的影响较大。

沸石由于廉价易得、无毒无害,且改性工艺简单,易于操作,成为近年来发展迅速的一种除氟工艺。

几种吸附剂的除氟率参见表1[]20.通过表1可以看出,改性沸石的除氟效果明显优于其他几种吸附剂。

离子交换法之所以没有大面积推广的原因之一是溶液中的共存离子会影响离子交换树脂的除氟效果,对于沸石而言,董岁明等[]20采用Fe+3改性沸石,并且通过实验证明,改性沸石有较高的吸附容量且几乎受溶液中绝大部分共存离子的影响,具有较高的选择吸附性。

虽然学者们己经做了大量的研究,但大多数集中于沸石的改性方法以及改性沸石的再生等方面,并且仍处于实验室阶段,沸石作为一种比较新的技术实际应用在水处理中目前还处于起步阶段。

由于水体成分较为复杂,在实际中沸石除氟的最佳吸附条件以及再生条件等还需要做大量的研究,但是可以预言改性沸石是取代传统水处理材料的一种理想选择,必将得到广泛的应用。

活性氧化铝作为吸附剂是目前国内外研究较为成熟并成功地应用于含氟水处理的一种有效方法。

龚文新等合成并比较了5种具有不同pH,锻烧温度和表面性质的氧化铝的除氟能力,发现酸性的氧化铝具有较高的吸附能力,除氟效果最好,溶液的酸碱度以及初始氟离子的浓度都会对实验造成影响。

近年来也在不断出现新的技术和方法:胶原纤维是一种天然生物质材料,可以与一些金属离子形成稳定的配合物,将胶原纤维负载错有较高的吸附容量,并且具有很好的吸附选择性;纳米材料是近年来受到广泛重视的一种新型功能材料,对许多金属离子具有很强的吸附能力,且吸附容量大,吸附速率快;。

等[]21合成了PA-Ni/Ch和PPy/Ch两种聚合物除氟,实验表明在50℃时。

处理10 mg/L的含氟水,这两种材料的除氟量分别为5. 9 mg/g和6. 7 mg/g,几乎不会产生污染。

Krishn。

等[Cpl合成了一种Fe+3-Al-3-Cr+3三元混合的氧化物用于除氟,pH对除氟效果有较大的影响,研究发现最适pH在4. 0-7. 0之间,平衡时间为 h, g该种氧化物除氟率可达80%以上,吸附剂用0. 5 mol/L的NaOH再生可以回收90%,有很好的发展前景。

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