高氟飲用水降氟除氟的一種工藝方法
2023-06-10 11:27:56 1
專利名稱：高氟飲用水降氟除氟的一種工藝方法
技術領域：
高氟飲用水降氟降氟的一種工藝方法一是應用在水淨化領域，尤其是大型飲用
水工程，除去水中超標準的氟化物，是一項可實施的技術。 我國是地方性飲水氟中毒流行廣泛、危害嚴重的國家之一。全國城鄉有8000萬人
口飲用的是高氟水，由此引發的地方性氟中毒病遍布二十九個省市自治區。 長期飲用超標準的高氟水，在人生的早期表現是氟斑牙、兒童、青壯年、牙齒呈現
黑色，在人生的晚年，發展到了骨質疏鬆、骨脆、骨硬易折，最終導致氟骨症一一彎腰駝背、
縮體而亡。 當前，消滅飲水性地方性氟中毒的關鍵在於改水、治水、降氟達標。目前，國家已經 大力抓治水工作，承諾到2015年，將叄億人口飲水安全問題減少至二分之一併將繼續努力 直至全部解決因飲水而造成的地方性疾病。
2背景技術：
在降氟除氟方法中，依書中所述過的，目前有多種方法但不管哪一種方法都還不 能應用到大型供水工程上，都還不具有工程實用價值，諸如-一
①混凝沉澱法 利用無機和有機混凝劑與水作用生成絮凝物沉澱去除部份氟化物。
在含有氟化物水中，往往含有較高濃度的S042—、CL—、HC03—，它們在與F—共存時存在 著競爭絡合，F—被吸附量就會顯著減少，且不可控，達不到可操作的去除氟化物的目標。
②離子交換法 利用氨基磷酸離子交換樹脂對氟離子(F—)有很強的絡合作用去除水中氟化物，去 除率也很高，但其最大不足在於除去了氟化物和其它一些礦物質時也同時產生了胺類物質 於水中。 胺類物質_誘發癌症疾患而不可使用。
③電凝聚法 是利用電解鋁過程中生成的羥基鋁和氟離子生成絡合物以及Al (OH) 3凝膠的絡合 凝聚效應除去氟化物 此法設備投資大維護費用高，電極容易鈍化，水中殘鋁含量增加等問題，不能適應
城鎮大型飲水工程。
電滲析法 利用多層陰陽膜相互交替排列在直流電動勢驅動下生產了濃(鹽)水和淡水(低 鹽除氟水)。 問題在於設備投資大，維護複雜、運行費用高，廢水率高，大型飲水工程無力接受 這一方法。 ⑤反滲透法-Ro膜法 利用Ro半透膜機理在壓力驅動下有選擇性的去除氟化物及其它離子。
此方法淨水效果好，但投資大，運行費用高、維護複雜，前置預處理系統嚴格，且膜 的壽命短，需定期更換，價格昂貴，更重要的原因是廢水率太高，達100% -400% 。顯然，大 型飲水工程無能力接受，雖然它在海水淡化工程上，在富有的缺少淡水的國家如卡達已 有很好的記錄。 做小型飲水裝置，家庭用淨水機卻被廣泛應用。
⑥吸咐過濾法 吸附劑是一種多孔物質，有較大的比表面積，活化後具有吸附氟離子和其它物質 的能力。對氟離子具有優先吸附選擇性的吸附劑，有活性氧化鋁，活性氧化鎂、骨炭、羥基磷 灰石、鋁酸鈣等。 高含氟水通過這些吸附劑的濾床時，氟離子被吸附，從而除去氟化物。 問題在於，水中還同時存在著其它陰離子物質，0H—、 F—、 S042—、 C1—、 HC03—等，它們影
響著氟離子的吸附。吸附劑本身的吸附容量並不高，再加還有其它許多約束條件，於是在裝
置運行中，吸附劑快速飽和，需要頻頻再生，造成勞動力投入和運行費用提高到難以接受的程度。
發明內容
高氟飲用水降氟除氟的一種工藝方法 一 是一系完善的工藝流程，為大型飲水工 程提供了一個可行的實施方案，去除水中氟化物，達到國家飲水衛生標準限值lmg/L以下。 具有實用性、可實施性、長期穩定低成本運行。
本發明技術方案可分為三個子系統 B預處理系統，水在該系統中與複合除氟劑充分均混、反應、經吸附、絡合、絮凝，巻 掃沉澱後，去除了部份氟化物以及其它多種離子和懸浮物。得以淨化後，上部清水流入C深 度處理系統 C深度處理系統，該系統由去除重金屬離子的複合分子篩和活性炭組成的塔群。塔 內設有超聲波再生裝置。由B系統來水進入該系統與塔中複合分子篩和活性炭作用，水中 重金屬離子，有機物，農藥、化肥，細菌、微生物，氨氮、色、味及殘餘懸浮物等被吸附除去。水 得以深度淨化。再送向A終端處理系統。 A終端處理系統，本系統是由專用除氟分子篩填充的塔群。 C深度處理系統來水流入本系統A後途經複合分子篩，氟化物被吸附，水質得到深 度淨化，水中氟化物已遠遠低於國家飲水衛生標準中規定氟化物限值，水質優良，可以直接 飲用。 本項發明技術的有益效果—— ①給大型供水工程除去氟化物提供了核心的實用技術。 ②投資少只需其它(可行)方法的十分之一 二十分之一。
③運行周期長複合分子篩再生周期大於150天。
④運行費用低處理每立方水只需0. 5元。
⑤複合分子篩再生費用低只需0. 048元/立方水。
⑥廢水率低只是給水量的千分之0. 5。
⑦操作維護簡單給定程序後再不需要人工操作。
4
工藝過程如下 自水源由泵把水提升送入預處理系統B，進入其中除砂器1，排除砂土等固形顆粒物後流經藥劑注射器2，同時向藥劑注射器內注入複合除氟劑。 流水與複合除氟劑一起進入靜態混合器3，經充分均混後流進反應塔4，源水在塔內得以曝氣和充分的物理化學反應，水中氟化物和其它種類部份離子被吸附、絡合、絮凝和巻掃，在塔結構的功能作用下，絮凝物沉入塔底適時排出，水從塔內流出進入強化沉澱池5，經強化沉演、澄清，上流水進入淨水池6，經再一次淨化完成了初期的預處理過程。之後水進入深度處理系統C中-塔群7完成了去除重金屬離子、有機物、細菌、色、味等，水流向A終端處理系統_塔群8內裝有除氟分子篩，水中氟化物被吸附除去。 經控制操作程序，保留水中氟化物含量0. 5-0. 8mg/L範圍內，送給供水系統。經
此系統處理後，供水已是優質可直飲的自來水。 活性炭塔群7—活性炭吸附飽和後在塔內有超聲波再生；塔群8-除氟複合分子
篩吸附飽和後，由再生液在塔內再生。
附圖是本發明流程示意圖。
圖列說明B-預處理系統l.離旋除砂器2.藥劑注射器3.靜態混合器
4.反應塔 5.沉澱池 6.淨水池 C-深度處理系統7.去除重金屬的複合分子篩、活性炭塔群。 A-終端處理系統8.除氟分子篩塔群。
權利要求
全流程保護[B]→[C]→[A]是一個完善的工藝過程，不可模擬。
2. [B]系統一[A]系統工藝過程亦是一個可實施的工藝過程，不可模擬[B] — [A]連用。
3. 在水流通道上注入複合除氟劑發生絡合、吸附和混凝產生除氟效應。
4. 反應塔底排除絮凝物除氟
5. 在深度處理系統[C]中，除一掉重金屬和有機物，其濾料飽和再生，採用超聲輻射並 在塔內再生。
6. 終端處理系統[A]中，裝有除氟分子篩，其飽和再生，亦在塔內進行。
全文摘要
本方法是一系列完善的工藝流程-自水源把水送入預處理系統B，源水在B系統-塔4的功能結構和複合除氟劑綜合作用下，含氟絮凝物沉入塔底，被去除。上清水流向沉澱池5，6。由B系統出水再送入深度處理系統C中。C系統由塔群7組成，內裝去除重金屬的F·F複合分子篩和顆粒活性炭，並設有超聲波再生裝置。水中重金屬離子，大部分有機物、細菌、色、味等被吸附、過濾除去之後水進入A系統。其中塔群8，塔內裝有吸氟劑，吸附、過濾氟離子。氟化物被吸附去除。經上述二程除氟，出水已經是可以直飲的優質自來水。本工藝方法給大型飲水工程除氟提供了一個切實可行的核心技術。
文檔編號C02F1/58GK101746869SQ200810188238
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者張乃卿, 王春華 申請人:張乃卿;王春華;張立新