新型除氟滤料在濮阳地区农村饮用水安全工程应用

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1、新型除氟滤料在濮阳地区农村饮用水安全工程的应用薛瑞峰1袁恒2(1.开封金盾压力容器设备有限公司，开封475100；2.徐州卓远环保科技有限公司，邳州221300）摘要濮阳地区是河南省高氟地下水分布最严重的地区之一。我们采用自主研发的新型碳基磷灰石除氟滤料对濮阳地区高氟水分别进行微柱测试、家用净水机试验以及集中供水工程设备的出水监测。考察了微柱中新型除氟滤料与常见的活性氧化铝、活化沸石除氟滤料在相同条件下的性能比较，测试了家用净水机的再生性能，监测了集中供水除氟设备的出水氟含量。结果表明，新型碳基磷灰石除氟滤料性能显著，相同条件下除氟性能是活性氧化铝的5.0

2、9倍，活化沸石的11.7倍，出水氟含量<0.2mg/L，再生后除氟性能稳定，完全符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。因此，能够适应濮阳地区农村饮用水安全的高氟水处理。关键词农村饮用水安全碳基磷灰石高氟水中图分类号文章标识码A氟是人体必需的微量元素之一，缺氟易患龋齿病，饮用水中含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/L，但其过量存在危害很大[1-2]。人长期饮用含氟量高于1.0mg/L的水时，易患氟斑牙；当水中含氟量高于4.0mg/L时，则会引起骨膜增生、形成骨刺、骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形、发脆等氟骨病[3-4]。濮阳地区位于豫东黄河

3、冲积平原北部高氟区，是河南省氟骨病高发区之一。根据最新资料显示，2010年、2011年氟化物超标率分别为24.10%、31.90%。2010年氟化物最高达2.4mg/L，是国家标准的2倍。2011年氟化物最高达3.89mg/L，是国家标准的3.24倍[5]。其主要原因是有提供氟源的富氟岩层和有利于氟积累的低洼地形，且有促进氟的活化和向水中转移的碱性环境[6]。吸附法是近年来水处理工艺中采用较为普遍的方法，具有使用简便、经济、稳定等特点，开发对氟离子具有良好吸附能力的水处理材料具有重要意义。我们公司自主研发的新型碳基磷灰石除氟滤料利用羟基磷灰石原理研制而成，

4、并克服了常规活性氧化铝除氟滤料易板结、有铝溶出风险、再生方法复杂；活化沸石除氟容量低的缺点，有望成为农村高氟水处理的一种备用方法。1.除氟滤料介绍1.1概述碳基磷灰石新型除氟滤料是我公司吸收各种除氟滤料的优点历时长时间的研发实践改进，共经历四代产品，由天然矿物质改性而成，主要优势概述如下：图1碳基磷灰石除氟滤料（1）除氟容量高，填远小于活性氧化铝跟沸石分子筛的滤料，即可达到相同除氟效果，节省设备投资成本。（2）接触时间短，相比传统滤料可大大减少设备体积。（3）安全性高，在使用过程中无任何有毒有害物质溶出。（4）除氟效率高，使用前期水中氟离子可完全被去除。因

5、此可采取原水与处理后的水混合使用的方法，进一步保护滤料延长使用周期，降低运行成本。（5）水质适应性强，在恶劣水质情况下，也可以保持较高的除氟容量。（6）再生成本低，多种再生方式可实现无缝切换，因地制宜，方式灵活，简单易行。（7）兼具除铁锰功能，可用于饮用水中氟铁锰均超标地区。（8）通过金盾供水先进的生产，再生工艺乙推广中取得了明险效果。滤料在其高氟地区的应用表明，能有效的去除水中超标氟离子，保持再生的稳定，同时解决了活化沸石除氟容量不高，设备体积大；活性氧化铝再生复杂，原水需调节pH值，容易板结；骨炭口感差，强度低；羟基磷灰石需成型，成本高的问题，是国内农

6、村饮水安全的一种可选方法。1.2除氟容量碳基磷灰石除氟滤料容量约为1~4mg/g，超过目前的常规滤料。除氟容量随着原水氟浓度、当地的水质及水温等因素的变化而变化，总体上说原水氟浓度越高容量越高，水温越高容量越高，钙镁离子促进除氟容量升高，碳酸根、碳酸氢根抑制除氟容量。1.3除氟及再生机理高氟水与碳基磷灰石除氟滤料接触后，滤料表面发生吸附和离子交换双重反应，水中的氟离子吸附于滤料上以及氟离子与滤料表面的发生交换，通过双效的物化反应实现除氟的目的。当滤料吸附饱和出水氟含量超过1mg/L时此时滤料需要再生，过程则是相反的化学反应，使用低浓度的氢氧化钠浸泡饱和后的

7、滤料，OH-离子将吸附在滤料上的氟离子洗脱下来，从而使滤料上的活性点位重新暴露出来，达到再次除氟的目的。图2碳基磷灰石除氟滤料除氟机理2试验方法2.1微柱除氟试验2.1.1正常流量试验：分别称取30克碳基磷灰石滤料、30克活性氧化铝、30克活化沸石填入50ml酸式滴定管中，以2ml/min—2.5ml/min的流量过水，每过一段时间检测出水含氟量，并记录数据，若超过1mg/L即停止过水。原水使用濮阳市台前县某水厂含氟水，氟含量2.4mg/L。2.1.2大流量试验：分别称取30克碳基磷灰石料、30克活性氧化铝、30克活化沸石填入柱中，分别以43ml/min（

8、相当于1吨料86m3/h出水流量）流量处理水。取初始水50ml弃去