1. Методы удаления фтора следующие:
1) Вода, содержащая фтор, проходит через адсорбционную колонну, и фтор адсорбируется на поверхности адсорбента, образуя нерастворимый фторид. В качестве адсорбентов используются активированный оксид алюминия, трикальцийфосфат или костный уголь. Это самый старый метод, применяемый для очистки грунтовых вод с содержанием фторида < 10 мг/л и взвешенных веществ < 5 мг/л. Когда способность адсорбента к удалению фтора достигает насыщения, возникает необходимость в добавлении регенерационного агента.
2) Коагулянт. Коагулянт добавляется в воду, содержащую фтор, для образования нерастворимого фторида, который удаляется путем осаждения и фильтрации. В качестве коагулянтов используются Al2(SO4)3, основной хлорид алюминия, гидроксид магния и др. Подходит для сырой воды с высокой мутностью и низким содержанием фтора.
3) Метод ионного обмена использует обменную способность ионообменной смолы для удаления ионов фтора из воды.
4) Электродиализ использует избирательную проницаемость ионообменной мембраны для удаления фтора.
5) Метод обратного осмоса использует избирательную проницаемость полупроницаемой мембраны для удаления фтора.
Среди вышеперечисленных методов, методы 3), 4) и 5) применимы для солоноватой воды и районов с высоким содержанием фтора. В настоящее время широко используется обратный осмос.
2. Ключевые моменты технологического проектирования для коагуляции солей алюминия и осаждения фтора.
Метод коагуляции-осаждения подходит для неочищенной воды с содержанием фтора < 4 мг/л. Необходимо одновременно удалять мутность неочищенной воды с низким содержанием фтора. В качестве реагента следует выбирать соль алюминия. При высокой концентрации Cl- в неочищенной воде используется сульфат алюминия. При высокой концентрации сульфатов в неочищенной воде используется хлорид алюминия; при высокой концентрации обоих ионов используется основной хлорид алюминия.
Время коагуляции составляет 5-6 минут, а значение pH обычно контролируется в диапазоне от 6,5 до 7,5. Для обеспечения эффективного удаления фтора необходимо спроектировать смесительный резервуар, резервуар для флокуляционной реакции, отстойник и осадительный резервуар с переменной скоростью или прерывистым осаждением.
Технологический процесс: грунтовые воды – коагуляция – осаждение – фильтрация. При хорошем качестве исходной воды можно отказаться от установки осаждения или фильтрации, обычно она используется перед дозированием с помощью насоса, перемешиванием с насосом, осаждением в стоячем состоянии, а затем используется для питьевого водоема.
3. Проектирование процесса удаления фтора с помощью адсорбции и фильтрации активированного оксида алюминия.
Как правило, грунтовые воды с высоким содержанием фтора имеют более высокую щелочность и pH > 8,0, при этом pH оказывает большое влияние на адсорбционную способность активированного оксида алюминия. Адсорбционная способность активированного оксида алюминия составляет 4-5 г (F-)/кг (Al2O3) при pH поступающей воды 6,0-6,5. При pH 6,5-7,0 адсорбционная способность составляет 3-4 г (F-)/кг (Al2O3). Без корректировки pH адсорбционная способность составляет всего около 1 г (F-)/кг (Al2O3).
В качестве фильтрующего материала используется активированный оксид алюминия, размер частиц которого должен быть менее 2,5 мм, обычно 0,5-1,5 мм, коэффициент неоднородности фильтрующего материала K80≤2. При содержании фтора в исходной воде менее 4 мг/л толщина фильтрующего материала должна быть более 1,5 мм; при содержании фтора в исходной воде более 4 мг/л толщина фильтрующего материала должна быть более 1,8 мм. При pH входящей воды > 7,0 скорость фильтрации обычно составляет 2-3 м/ч, а при pH входящей воды менее 7,0 — 6-8 м/ч, при этом соответствующее время контакта должно составлять 20-30 мин. В качестве регенерирующего агента используется сульфат алюминия, соотношение дозировки к удалению фтора составляет 60:1, а содержание регенерирующего раствора — 2–3%. В процессе регенерации исходная вода сначала промывалась снизу вверх с интенсивностью промывки 11–12 л (с·м²), временем промывки 5–8 мин и высотой расширения около 50%. Затем для регенерации использовался 2%-ный раствор сульфата алюминия, который пропускался сверху вниз со скоростью фильтрации около 0,6 м/ч в течение 6–8 мин. После регенерации проводилось промывание дефторированной водой. Интенсивность промывки была такой же, как и при первоначальной промывке, и длилась 8–10 мин.
Дата публикации: 22 августа 2019 г.