Metodi di rimozione del fluoro

1. I metodi di rimozione del fluoro sono i seguenti:

1) L'acqua contenente fluoro passa attraverso la colonna di adsorbimento e il fluoro viene adsorbito sulla superficie dell'adsorbente per generare fluoruro insolubile. Gli adsorbenti sono allumina attivata, fosfato tricalcico o carbone d'ossa. È il metodo più antico applicato alle acque sotterranee con fluoruro < 10 mg/L e sostanze sospese < 5 mg/L. Quando la capacità di rimozione del fluoro dell'adsorbente tende a saturarsi, è necessario aggiungere un agente rigenerante.

2) Il coagulante viene aggiunto all'acqua contenente fluoro per formare fluoruro insolubile, che viene rimosso mediante filtrazione per precipitazione. I coagulanti sono Al2(SO4)3, cloruro di alluminio basico, idrossido di magnesio, ecc. Adatto per acqua grezza con elevata torbidità e basso contenuto di fluoro.

3) Il metodo di scambio ionico utilizza la capacità di scambio della resina a scambio ionico per rimuovere gli ioni fluoro dall'acqua.

4) L'elettrodialisi utilizza la permeabilità selettiva della membrana a scambio ionico per rimuovere il fluoro

5) Il metodo dell'osmosi inversa utilizza la permeabilità selettiva della membrana semipermeabile per rimuovere il fluoro

Tra i metodi sopra descritti, il 3), il 4) e il 5) sono applicabili ad acque salmastre e ad aree con elevato contenuto di fluoro. L'osmosi inversa è attualmente ampiamente utilizzata.

2. Punti chiave della progettazione tecnologica per la coagulazione del sale di alluminio e la rimozione del fluoro mediante precipitazione

La precipitazione per coagulazione è adatta per acque grezze con un contenuto di fluoruro inferiore a 4 mg/L. Per le acque grezze con basso contenuto di fluoro e torbidità, è necessario rimuovere contemporaneamente il fluoruro. In questi casi, si dovrebbe utilizzare un sale di alluminio. Quando la concentrazione di Cl- nell'acqua grezza è elevata, si utilizza il solfato di alluminio. Quando la concentrazione di solfato nell'acqua grezza è elevata, si utilizza il cloruro di alluminio; quando entrambe le concentrazioni ioniche sono elevate, si utilizza il cloruro di alluminio basico.

Il tempo di coagulazione è di 5-6 minuti e il valore del pH è generalmente controllato tra 6,5 ​​e 7,5. Il serbatoio di miscelazione, il serbatoio di reazione di flocculazione, il serbatoio di sedimentazione e il sistema di precipitazione devono essere progettati con velocità variabile o precipitazione intermittente, con un buon effetto di rimozione del fluoro.

Flusso di processo: acqua di falda – coagulazione – precipitazione – filtrazione. Quando la qualità dell'acqua grezza è buona, è possibile omettere l'unità di trattamento di precipitazione o filtrazione. Generalmente, l'acqua viene dosata prima della pompa, miscelata e lasciata decantare per precipitazione, per poi prelevare l'acqua in superficie per uso potabile.

3. Progettazione del processo di rimozione del fluoro mediante adsorbimento e filtrazione su allumina attivata

In generale, le acque sotterranee con un elevato contenuto di fluoruro presentano un'alcalinità maggiore e un pH > 8,0, mentre il pH ha una grande influenza sulla capacità di adsorbimento dell'allumina attivata. La capacità di adsorbimento dell'allumina attivata è di 4-5 g(F-)/kg(Al2O3) quando il pH dell'acqua in ingresso è compreso tra 6,0 e 6,5. A un pH compreso tra 6,5 ​​e 7,0, la capacità di adsorbimento era di 3-4 g(F-)/kg(Al2O3). Senza regolazione del pH, la capacità di adsorbimento è di solo circa 1 g(F-)/kg(Al2O3).

L'allumina attivata è il materiale filtrante, la granulometria deve essere inferiore a 2,5 mm, generalmente compresa tra 0,5 e 1,5 mm, il coefficiente di non uniformità del materiale filtrante K80 ≤ 2 quando il contenuto di fluoruro nell'acqua grezza è inferiore a 4 mg/L, lo spessore del materiale filtrante deve essere superiore a 1,5 mm; quando il contenuto di fluoruro nell'acqua grezza è superiore a 4 mg/L, lo spessore del materiale filtrante deve essere superiore a 1,8 mm. Quando il pH dell'acqua in ingresso è > 7,0, la velocità di filtrazione è generalmente di 2-3 m/h, e quando il pH dell'acqua in ingresso è inferiore a 7,0, la velocità di filtrazione è generalmente di 6-8 m/h, e il tempo di contatto corrispondente deve essere di 20-30 min. Il solfato di alluminio viene utilizzato come agente rigenerante, con un rapporto di dosaggio per la rimozione del fluoro di 60:1 e una concentrazione della soluzione rigenerante del 2%-3%. Durante la rigenerazione, l'acqua grezza viene prima sottoposta a controlavaggio dal basso verso l'alto con un'intensità di lavaggio di 11-12 l (s.m2), un tempo di lavaggio di 5-8 min e un'altezza di espansione di circa il 50%. Successivamente, viene utilizzata una soluzione di solfato di alluminio al 2% per la rigenerazione, che viene fatta passare dall'alto verso il basso con una velocità di filtrazione di circa 0,6 m/h per 6-8 min. Dopo la rigenerazione, si procede al risciacquo con acqua defluorata. L'intensità di lavaggio è la stessa del lavaggio iniziale e la durata è di 8-10 min.