活性氧化铝在废水脱氟中的应用

活性氧化铝在废水脱氟中的应用

氟是人体必须的微量元素，但是摄入过高的氟会引起龋齿，甚至氟中毒，而且会导致智力和身体的发育受阻，影响人体健康。玻璃及陶瓷制造厂、半导体制造出、电镀厂、砖和铁制造业等工业都会产生高氟废水，其含氟量远超过自然水中含氟量。工业排放的含氟废水会透过土壤层渗入地下，造成地下水污染，影响人类的身体健康。

目前，国内外对含氟废水常用的处理方法有沉淀法、混凝法、离子交换法、电渗析法、反渗透法和吸附法等。其中，吸附法是一种简单易操作的废水处理技术，应用最为广泛。处理含氟废水中常用的吸附剂主要有离子交换纤维及离子交换树脂、金属氧化物及金属氢氧化物、沸石、碳质吸附剂、天然材料及工业副产品等。寻找低廉、高效的除氟吸附剂是目前最为关注的问题。

活性氧化铝除氟?是一种有效的水处理技术，主要用于去除水中的氟化物，使其达到饮用水标准。活性氧化铝具有高吸附能力和良好的物理化学性能，适用于饮用水、工业废水等多种应用场景。?

一、活性氧化铝除氟的原理：

活性氧化铝通过氟离子与铝氧化物表面的化学反应，将氟元素从水中去除。其主要机制包括吸附作用和离子交换作用：

1.?吸附作用?：活性氧化铝具有大量的孔隙和表面羟基，能够吸附水中的氟离子，形成稳定的氟化铝化合物。

2..?离子交换作用?：活性氧化铝作为阴离子交换剂，在酸性条件下，氟离子与铝氧化物表面的硫酸根离子交换，生成氟化铝和硫酸根离子。

二、活性氧化铝除氟的影响因素：

1.?颗粒粒径?：颗粒越小，交换容量越大，但粒径过小会影响强度和使用寿命，一般粒径在0.5-2mm之间为宜。

2.?原水pH值?：在偏酸性条件下（pH<6.0），活性氧化铝的吸附容量更高。

3.?原水初始氟浓度?：初始氟浓度越高，吸附交换容量越大，但对某一地下水来说，其含氟量基本不变。

4.?原水碱度?：原水中重碳酸根（HCO??）浓度高会降低除氟效果，需尽量降低碱度。

 

基于活性氧化铝应用现状，优选氧化铝的晶形为γ型氧化铝，颗粒尺寸为2-5mm；并采用特定研发的改性溶剂对活性氧化铝进行多次苛蚀改性以改变其孔道结构，溶解一部分的氧化铝，得到具有更大比表面积的氧化铝，从而提高活性氧化铝的吸附容量。也可以调节活性氧化铝表面暴露的Al³⁺和O₂^-数量，从而改变氧化铝表面的电荷，提高与F-结合的能力。

 

在原水接触滤料之前，宜降低pH值，其降低值应通过技术经济比较确定，一般宜调整到6.0～7.0之间。原水可采用投加硫酸、盐酸、醋酸等酸性溶液或投加二氧化碳气体降低pH值，投加量应根据原水碱度和pH值计算或通过试验来确定。滤池的滤速可按下列两种方式采用：

(1)当滤池进水pH值大于7.0时，应采用间断运行方式，其设计滤速为2～3m/h，连续运行时间4～6h，间断4～6h。

(2)当进水pH值小于7.0时，可采用连续运行方式，其滤速为6～10m/h。原水通过滤料层的流向可采用自下而上或自上而下方式。当采用硫酸溶液调节pH值时，宜采用自上而下方式。当采用二氧化碳调节pH值时，宜采用自下而上方式。单个滤池除氟周期终点出水的含氟量可稍高于1mg/L，并应根据混合调节能力确定终点含氟量值，但混合后处理水含氟量应不大于1.0mg/L。滤料的周期吸附容量主要根据原水含氟量、pH值、滤速、滤层厚度、终点含氟量及滤料性能等因素来选定。

(1)当采用硫酸溶液调节pH值为6.0～6.5时，一般可为4～5g(F)/kg(Al2O3)。

(2)当采用二氧化碳调节pH值为6.5～7.0时，一般可为3～4g(F)/kg(Al2O3)。