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HCF飲用水除氟設備

添加時間:2013/11/15  錄入:本站

 1、飲用水除氟設備的應用

 除氟設備一般應用於地下水(井水)含氟量超標時除氟。氟是人體中必須的微量元素,水中含氟量在1.0~1.5mg/L之間時,長期飲用對人體有輕微的不良影響;水中含氟量超過1.5mg/L時,長期飲用易患氟斑牙和氟骨症,因此飲用水中氟的含量不應超過1.0mg/L,特殊情況下不得超過1.5mg/L。除氟工藝除活性氧化鋁吸附法、混凝沉澱法和電滲析法外,還有反滲透法、電凝聚法、骨碳法等。根據調查,目前地下水、深井水處理工程中一般自來水工程、農村安全飲水工程應用最多的是除氟工藝是活性氧化鋁吸附法和近幾年新發展的骨炭法,分質供水工程中應用較多的是電滲析法和反滲透法。
2、除氟設備概述
 我公司研製的除氟設備采用多功能除氟濾料可以有效地去除水中氟離子,降到生活飲用水標準,同時對水中的其它有害離子如鐵、錳、重金屬、氨氮、濁度也有一定的去除作用,而且沒有超標物溶出,濾料可以反複再生,壽命長達三十年。
 多功能除氟濾料,采用進口非金屬晶核材料和優質矽酸材料,經特定的高溫物理活化及化學反應複合而成,其顯著特點是孔隙度高、比表麵積大、離子交換性、吸附性、催化性、耐酸性、耐熱性、耐輻射性等優質性能。
3、除氟設備工作原理 
 除氟濾料在吸附鋁離子後,在表麵及孔隙中形成羥基絡合離子團,水中的氟離子F—與多功能除氟濾料的OH—發生離子交換,達到除氟的目的,去除率>95%,總反應式如下:
nF—+F.FAInOH—=F.FAlnF—+nOH—
F.F複合分子篩結構:多功能除氟濾料是一種架狀構造的含水鋁矽酸鹽礦物,主要含有Na、Ca以及少數Sr、Ba、K、Mg等金屬。F.F的化學組成,通常用以下式表示:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba)y{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}?mH2O,簡寫MxDy—R。其中:M代表1價陽離子Na、K;D代表2價陽離子Mg ,Ca,Sr,Ba;R代表沸石骨架{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}?mH2O。
 多功能除氟濾料的結構一般由三維矽(鋁)氧格架組成,其基本單元是以矽為中心和周圍4個氧離子排列而成的矽氧四麵體[Si O4]。
 如果矽氧四麵體中的矽被鋁離子所置換,則形成鋁氧四麵體。鋁是+3價的,這樣鋁氧四麵體的4個頂角中的氧離子有1個得不到中和,因而出現了負電苛。為了中和其電性,相應就有金屬陽離子加入。矽氧四麵體和鋁氧四麵體通過其角頂互相連接,便構成了各種形狀的三維矽(鋁)氧格架狀結構,即多功能除氟濾料結構。由於矽(鋁)氧四麵體多樣性的連接方式,在多功能除氟濾料結構中便形成了許多孔穴和孔道。
 多功能除氟濾料結構內部的孔穴和孔道通常都被水分子填充,能在特定溫度下而脫除,脫除後留下的孔穴和孔道,變成了如海綿或泡沫狀的結構,具有吸附性質。
 為了平衡多功能除氟濾料結構中的電荷而進入多功能除氟濾料晶體結構的堿金屬或堿土金屬離子,可以被其它的離子所置換。作為多功能除氟濾料主要成分之一的氧化鋁,其水解與鋁鹽相似,鋁鹽水解和鋁膠體帶正電的性質,對吸附電負性極強的氟離子提供了理論依據。多功能除氟濾料經特定的高溫改性及化學活化後,對氟離子有高選擇交換性能。吸氟後的多功能除氟濾料可用解吸劑再生,反複使用。
4、飲用地下水除氟設備運行特點
 (1)、原水PH值在8.0以內,不需要調節PH。
 (2)、具有更好的穩定性。活性氧化鋁等除氟材料自第一次再生後,除氟能量既有所下降,隨著生產周期的增加,下降速度也加快;多功能除氟濾料而在前十幾個生產周期內,每再生一次,能量提高一次,直至穩定為止。
 (3)、出水水質好。活性氧化鋁等僅能除氟而不能全麵改善水質;多功能除氟濾料能全麵改善水質。活性氧化鋁出水有鋁離子增加甚至超標問題,多功能除氟濾料則不存在這一問題。鋁離子會使人的心腦血管過早硬化,引起中風、偏癱、大腦癡呆等。
 (4)、抗幹擾性強。活性氧化鋁、羥基磷酸鈣等遇有鐵、錳、硬度高的水質,粒徑會很快變小、顏色變黃、再生後功能很難恢複,甚至兩三個周期即失效。多功能除氟濾料基本不受惡劣水質的幹擾,且能夠將幹擾物質一並去除。
 (5)、操作及管理簡便。活性氧化鋁等管理難度較大,弄不好就板結失效;多功能除氟濾料不存在板結問題,即使擱置幾年不用,使用前清洗一遍,即恢複至原有的吸附能力。
5、除氟濾料除氟機理 
 為了表征化學反應過程並簡化討論,假設幾種條件:
 (1)、鋁鉀溶液中K+可以與MxDy進行完全的交換;
 (2)、硫酸鋁鉀溶液中Al3+是在進行程度最大的一級水解狀態下(K=1×10-5)進行水解的,即Al3+ +H2O Al(OH)2+ +H+;
 (3)以(MxDy)+代表MxDy的總電荷數。
 在多功能除氟濾料經特殊的物理及化學改性後,經硫酸鋁鉀溶液活化,在多功能除氟濾料中靠正電荷維係的(MxDy)+被K+交換的同時具有較強極性的鋁的羥基絡合物Al(OH)2+因富含正電荷,將K+在交換過程中進行電荷傳遞的功能作為一種特殊的水合陽離子,在多功能除氟濾料表麵發生吸附作用,而SO42-則與鋁的羥基絡合物配位,以維係電價平衡。反應過程表示為:
MxDy—R+ K+ + Al3+ + SO42- +H2O→R—K?Al(OH)SO4 +(MxDy)+ +H+
當多功能除氟濾料與含氟原水接觸時,電負性極強的F-將取代SO42-,同時含氟水中的MxDy進入多功能除氟濾料的孔道中,與多功能除氟濾料孔道中的K+發生一定程度的交換。反應表示為:
R—K?Al(OH)SO4 +2F-+(MxDy)+→MxDy—R?Al(OH)F2 + K+ + SO42-  
 
 
除氟設備參數表: 

項目/型號

產水量(m3/h)

罐體直徑(mm)

主體設備重量(Kg)

供水人口

HCF-1

4~6.5

¢1000

900

1600

HCF-2

8~12

¢1400

2300

3200

HCF-4

13~20

¢1800

3500

5400

HCF-5

16~25

¢2000

4000

6400

HCF-6

20~36

¢2400

4900

8000

HCF-7

28~40

¢2600

5400

11000

HCF-8

35~50

¢2800

6000

13000

HCF-9

45~60

¢3000

6700

16000 

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