活性アルミナはどのようにして水からフッ化物を除去するのか？

水道水のフッ素添加は諸刃の剣です。アメリカでは虫歯予防のため、ほとんどの水道水にフッ素が添加されています（ちなみに、フッ素は世界中の多くの飲料水源に自然に含まれています）。しかし、フッ素は高濃度では骨に損傷を与える可能性があり、大量に摂取すると死に至ることもあります。

乾燥剤である活性アルミナは、水中のフッ化物濃度を低減する上で非常に重要な役割を果たします。活性アルミナは、フッ化物濃度を低減することで、人々がその潜在的な健康効果を享受できるだけのフッ化物を水中に残しつつ、同時に健康に害を及ぼすほどの量のフッ化物が飲料水中に残らないようにします。

1994年、世界保健機関は、水中のフッ化物濃度を0.5～1mg/Lに抑えるべきであると勧告した。1mg/Lを超えるフッ化物濃度は脱フッ素処理が必要であり、その方法は、化学薬品と沈殿法、膜分離技術、イオン交換と吸着法の3種類がある。

これらの方法は多くの場合、組み合わせて使用​​されます。例えば、フッ化物濃度が15ppmを超える場合は、高濃度のフッ化物に対応できる化学薬品および沈殿法に分類される石灰を使用する必要があります。石灰を使用して濃度を下げた後、吸着法に分類される活性アルミナを使用して、フッ化物濃度を1ppm未満に低減する必要があります。活性アルミナは水を最大99%浄化できるためです。

どのように 活性アルミナ水からフッ化物を除去する作業?

活性アルミナはフッ化物を吸着します。これは、フッ化物がアルミナに引き寄せられるためです。フッ化物は活性アルミナと接触すると、フッ化アルミニウムを生成しようとします。水のpH値が6未満であれば、フッ化アルミニウムはアルミナビーズに付着したままになります。水のpH値が6未満になると、活性アルミナの効果は低下し始めます。また、アルミニウムは通常水に溶けませんが、活性アルミナによって水にアルミニウムが混入する可能性もあります。

注：逆浸透膜は水からアルミニウムを除去するために使用され、一部の蒸留器も同様の働きをします。アルミニウムは水に溶けにくいため、通常は水に溶け込むことはありません。

最初の吸着実験の効率を向上させるため、活性アルミナを使用する前に硫酸アルミニウムで前処理することをお勧めします。前処理後は、活性アルミナによる吸着反応は流量に依存することを覚えておくことが重要です。活性アルミナは高流量にも対応できますが、吸着容量が低下するため、追加のサイクルが必要になる場合があります。流量を2倍にすると、活性アルミナ層を通過するフッ化物量が33%増加し、フッ化物吸着における活性アルミナの有効性が低下しました。

活性アルミナを使用する際、他のイオンが吸着プロセスに干渉する可能性があります。これは、米国の水には他のイオンが含まれているためです。これらのイオンは通常、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムです。塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムは吸着プロセスに干渉しませんが、重炭酸ナトリウムは活性アルミナの吸着容量を33%から70%低下させる可能性があります。

活性アルミナは、ほとんどの乾燥剤と同様に再生可能です。活性アルミナを含む苛性ソーダ溶液に水酸化ナトリウム、硫酸アルミニウム、または硫酸を加えることで、吸着剤を再生できます。再生された活性アルミナは繰り返し使用でき、適切に使用すれば何年も使用できます。

活性アルミナは、水中のフッ化物を最大99％除去し、人々が安全に飲める水にするために不可欠です。