除氟技术汇总
处理方法
优点
缺点
I类
II类
III类
化学沉淀法
石灰
操作简单、方便、成本低
出水15-20 mg/L(CaF2溶解度16.3 mg/L @18oC)——不适用于饮水处理
中性钙盐
反应慢
混凝沉淀法
铝盐
药剂量小,处理量大,可达废水排放标准(10 mg/L)
单独处理出水难低于10 mg/L,废渣;适用于工业
铁盐
聚硅酸氯化物
电极钝化;运行费用有待降低
电渗析(EDI)
除氟干净彻底,出水质量很好,可自动化操作,管理比较容易;适用于原水含盐量在1-5 g/L,含氟量在5mg/L以下的高氟苦咸水,适用于我国西北、山东等地苦咸水地区的集中饮水除氟工程。
对水质要求严格,需对原水进行预处理;处理成本昂贵(约6元/t水),设备投资大;去除了其他有益组分,除氟效率有待提高;技术方面存在膜极化结垢,膜的种类和寿命尚待研究;能耗大,运行不够稳定以及随着RO的快速发展等原因,80后,EDI在国外的发展进入了萎缩期
活性CeO2/介孔分子筛
适宜pH值2-7,对F选择吸附
高分子
功能纤维
载Fe棉纤维
能多次再生,吸附性能稳定,高选择性,机械强度好等(8.6 mg/g)
载La螯合纤维(氨基-膦酸基-二硫代羧基)
树脂
阴离子交换树脂
去除阴离子量很大,但对F去除率却非常低,因为阴树脂的选择顺序是:硫酸根>氯根>碳酸氢根>氟;价格昂贵,再生复杂,很难管理;已经极少使用
机械强度不如活性氧化铝,机械损耗率每年可达5%,操作不当易造成骨炭流失,且出水腥臭味
活性氧化镁类
活性氧化镁
吸附容量较高,约为6~14mg/g;最佳pH值为6~7,操作简单,除氟后水中往往残留少量镁离子,对人体预防和治疗氟中毒有积极作用;在广大农村、厂矿等一些分散地用作除氟剂使用
再生复杂,要在420-1000℃下进行灼烧
稀土
ZrO2(生成不溶性络合物H2[ZrF6])
可用于地下水除氟,应用pH 2-10范围较广,基本不受其他离子干扰、不溶于水、无毒、吸附容量大(196 mg/g)、使用方便;可用10%的NaOH再生
成本较高——ZrO2-树脂,纤维,硅胶(成型,减少金属流失;吸附容量大,寿命长,可再生)
活性TiO2
应用pH2-10值范围广,不受其他离子干扰(25.9 mg/g)
电解
铝阳极
膜处理
RO
除氟干净彻底,出水质量好,有效实现高氟苦咸水除氟除盐的双重目的,如天津市实施的除氟示范工程
运行成本高,平均产水率低,每净化一吨水,要废弃一吨水;此法对技术要求非常严格,RO膜组件价格较高、易污染、使用寿命较短(通常只有1-3年);不宜作为日常生活饮水
氢氧化铝(pH 6.5-7.5)
阴离子影响吸附,最佳pH 6.5-7.5
磷酸盐型
羟基磷灰石(HAP)
降氟容量大,不需调节pH值,易再生,无二次污染
骨炭(主要成分为:碳酸磷灰石[Ca3(PO4)2·CaCO3]和羟基磷灰石[Ca10(PO4)6·(OH)2])
价格较便宜,吸附容量较活性氧化铝高,可达到2~3mg/g,吸附饱和后可用5% NaOH溶液再生;我国在70-80年代有很多水厂采用
沸石类
沸石(-Al)
耐磨性大,价格便宜,再生简单(明矾或硫酸铝),可反复使用
吸附容量较低(0.06-0.3mg/g)
天然矿物类
粉煤灰(Al2O312-29%)
原水pH影响Biblioteka 大不适用于饮用水处理膨润土(-Al, -Al(OH)3, -Cr3+)
吸附容量3.95 mg/g,无二次污染
凹凸棒土
粘土(-Al, Fe, Ca)
ZrO2-树脂(日本)
价格高(45万元/吨),且不能再生,致使运行成本5元/t水
电化学方法
电絮凝
铝阳极(电凝法和电浮法)
适应范围广,除氟能力强(F 15→2 mg/L);和铝盐法相比,电凝聚法具有铝剂用量少(约为铝盐混凝法的1/3-1/10)、泥渣量小、出水的剩余铝剂量少;设备简单、操作容易、运行稳定、可连续制水,易于实现自动控制等特点
PAM
吸附法
Al型
活性氧化铝-传统除F剂,主要方法
OH->F->TOC>SO42->Cl->HCO3-
技术成熟,适于大规模除氟处理,在我国许多地区均有较大规模的活性氧化铝除氟装置
pH值高、磷酸根(0.01 mg/L)、硫酸根等阴离子影响吸附;Al易流失,Al对人体有害;吸附容量小(0.8-2.0mg/g),导致再生频繁、复杂;滤料易板结