Fluora atdalīšanas metodes

1. Fluora atdalīšanas metodes ir šādas:

1) Fluoru saturošs ūdens iziet cauri adsorbcijas kolonnai, un fluors tiek adsorbēts uz adsorbenta virsmas, veidojot nešķīstošu fluorīdu. Adsorbenti ir aktivēts alumīnija oksīds, trikalcija fosfāts vai kaulu kokogles. Tā ir vecākā metode, ko izmanto gruntsūdeņiem ar fluorīdu <10mg/l un suspendēto vielu <5mg/l. Kad adsorbenta fluora atdalīšanas spēja mēdz būt piesātināta, ir nepieciešams pievienot reģenerācijas līdzekli reģenerācijai.

2) koagulantu pievieno fluoru saturošam ūdenim, veidojot nešķīstošu fluorīdu, ko noņem ar nogulšņu filtrāciju. Koagulanti ir Al2(SO4)3, bāziskais alumīnija hlorīds, magnija hidroksīds utt. Piemērots neapstrādātam ūdenim ar augstu duļķainību un zemu fluora saturu.

3) jonu apmaiņas metode IZMANTO jonu apmaiņas sveķu apmaiņas spēju, lai no ūdens atdalītu fluora jonus.

4) elektrodialīze IZMANTO jonu apmaiņas membrānas selektīvo caurlaidību, lai atdalītu fluoru

5) reversās osmozes metode IZMANTO puscaurlaidīgas membrānas selektīvo caurlaidību, lai atdalītu fluoru

No iepriekš minētajām metodēm 3), 4) un 5) ir piemērojamas iesāļūdenim un apgabaliem ar augstu fluora saturu. Pašlaik plaši tiek izmantota reversā osmoze.

2. Alumīnija sāļu koagulācijas un fluora nogulšņu noņemšanas tehnoloģiskā dizaina galvenie punkti

Koagulācijas nogulsnēšana ir piemērota neapstrādātam ūdenim ar fluorīda saturu <4mg/l. Neapstrādātam ūdenim ar zemu fluorīda saturu vienlaikus ir jānoņem ūdens duļķainība. Aģentam jāizvēlas alumīnija sāls. Ja CL⁻ koncentrācija neapstrādātā ūdenī ir augsta, tiek izmantots alumīnija sulfāts. Ja neapstrādātā ūdens sulfāta koncentrācija ir augsta, tiek izmantots alumīnija hlorīds; bāziskais alumīnija hlorīds tiek izmantots, ja abu jonu koncentrācija ir augsta.

Koagulācijas laiks ir 5–6 minūtes, un pH vērtība parasti tiek kontrolēta no 6,5 līdz 7,5. Maisīšanas tvertnei, flokulācijas reakcijas tvertnei, sedimentācijas tvertnei un nogulsnēšanas tvertnei jābūt projektētām ar mainīgu ātrumu vai periodisku nogulsnēšanu, nodrošinot labu fluora noņemšanas efektu.

Procesa plūsma: gruntsūdeņi – koagulācija – nokrišņi – filtrācija. Ja neapstrādāta ūdens kvalitāte ir laba, var izlaist nokrišņus vai filtrācijas apstrādes iekārtu, parasti izmanto pirms sūknēšanas dozēšanas, sūknēšanas sajaukšanas, stāvošu nokrišņu, augšējo ūdeni ņem dzeršanai.

3. aktivētā alumīnija oksīda adsorbcijas un filtrācijas fluora atdalīšanas procesa projektēšana

Parasti gruntsūdeņiem ar augstu fluorīda saturu ir augstāka sārmainība un pH > 8,0, savukārt pH līmenim ir liela ietekme uz aktivētā alumīnija oksīda adsorbcijas spēju. Aktivētā alumīnija oksīda adsorbcijas spēja ir 4–5 g(F-)/kg(Al2O3), ja ūdens ieplūdes pH ir 6,0–6,5. Pie pH 6,5–7,0 adsorbcijas spēja bija 3–4 g(F-)/kg(Al2O3). Bez pH regulēšanas adsorbcijas spēja ir tikai aptuveni 1 g(F-)/kg(Al2O3).

Filtra materiāls ir aktivēts alumīnija oksīds, daļiņu izmēram jābūt mazākam par 2,5 mm, parasti 0,5–1,5 mm, filtra materiāla nevienmērīguma koeficientam K80≤2, ja neapstrādāta ūdens fluorīda saturs ir mazāks par 4 mg/l, filtra materiāla biezumam jābūt lielākam par 1,5 mm; ja neapstrādāta ūdens fluorīda saturs ir lielāks par 4 mg/l, filtra materiāla biezumam jābūt lielākam par 1,8 mm. Ja ūdens ieplūdes pH ir > 7,0, filtrācijas ātrums parasti ir 2–3 m/h, un, ja ūdens ieplūdes pH ir mazāks par 7,0, filtrācijas ātrums parasti ir 6–8 m/h, un atbilstošajam kontakta laikam jābūt 20–30 minūtēm. Kā reģenerējošo līdzekli izmanto alumīnija sulfātu, devas un fluora atdalīšanas attiecība ir 60:1, un reģenerējošā šķīduma saturs ir 2–3%. Reģenerācijas laikā neapstrādātais ūdens vispirms tika skalots no apakšas uz augšu ar mazgāšanas intensitāti 11–12 l (s·m2), mazgāšanas laiku 5–8 minūtes un izplešanās augstumu aptuveni 50%. Pēc tam reģenerācijai tika izmantots 2 % alumīnija sulfāta šķīdums, kas tika laists cauri no augšas uz leju ar filtrācijas ātrumu aptuveni 0,6 m/h, un tas ilga 6–8 minūtes. Pēc reģenerācijas skalošana ar defluorēšanas ūdeni. Mazgāšanas intensitāte bija tāda pati kā sākotnējai mazgāšanai un ilga 8–10 minūtes.