地下水诱导结晶法除氟研究

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1、地下水诱导结晶法除氟研究Removaloffluoridefromgroundwaterbyinducedcrystallization项目名称：¾国家自然科学基金项目（51278409）¾陕西省自然科学基础研究基金青年人才项目（2012JQ7007）FinancialSupport：¾ProjectsupportedbytheNationalScienceFoundation.（No.51278409）¾ProjectsupportedbytheNationalScienceFoundationofShaanxiProvinceforyoungta

2、lent.（No.2012JQ7007）西安建筑科技大学硕士学位论文地下水诱导结晶法除氟研究专业：市政工程硕士生：孙田指导教师：黄廷林教授摘要饮用高氟水，会破坏人体的牙齿及骨骼，引起多种器官病变。针对现行高氟地下水处理工艺中存在工艺复杂、运行管理困难等问题，研究开发地下水高效除氟工艺是重要的课题。本文开展地下水诱导结晶法除氟的研究，在优选最佳晶种氟磷灰石的基础上，进一步优化沉淀剂的投量、搅拌时间、搅拌速率等参数，并且考察自制高纯度氟磷酸钙的除氟效能及控制参数，最后揭示了诱导结晶法除氟的机理。主要研究结论如下：（1）以天然氟磷灰石为晶种，诱导结晶除氟的

3、最优控制条件为：投加8g/L2+3--氟磷灰石，并同时投加NaH2PO4和CaCl2，控制Ca、PO4、F的摩尔比为10:5:1，100r/min反应1h条件下，高氟水（5~10mg/L）中93%的氟被去除，出水氟离子可降到饮用水的标准1.0mg/L以下。（2）单独以自制高纯度氟磷酸钙为晶种，反应后溶液pH为4.15偏酸性，除氟率最高只能达到47.62%。以自制氟磷酸钙与方解石（质量比3:7）为混合晶种，诱导结晶除氟的最优控制条件为：投加浓度为6.328g/L，并投加NaH2PO4和CaCl2，2+3--控制条件为Ca、PO4、F的物质的量浓度比为1

4、0:4:1，100r/min反应40min，氟的去除率可达92.8%。（3）重复使用混合晶种进行诱导结晶的氟去除率较高为80.2%至99.5%。此外发现，晶种中氟磷酸钙的含量从27.12%逐步增至61.85%，表明结晶生成氟磷酸钙的量增加，会消耗方解石。（4）比较晶种反应前后的表面形态，发现沉淀剂与氟离子在晶种（氟磷灰石）表面生成了结晶，形成了特殊的絮状结构，有利于除氟。机理研究表明晶种的诱导作用明显，不投加晶种除氟效率最高只有25.92%，而同时投加晶种和沉淀剂除西安建筑科技大学硕士学位论文氟效率高达94.22%，剩余氟离子浓度仅为0.56mg/L

5、。此外，必须控制pH值始终保持在6~7之间，诱导结晶法的除氟效率才能达到90%以上。关键词：地下水除氟；诱导结晶；氟磷酸钙；晶种；方解石；pH论文类型：应用基础研究西安建筑科技大学硕士学位论文RemovaloffluoridefromgroundwaterbyinducedcrystallizationSpecialty：MunicipalEngineeringPostgraduate：SunTianAdvisor：Prof.HuangTinglinABSTRACTDrinkingwaterwithhighconcentrationoffluorin

6、ewilldoharmtotheteethandbonesandleadtomultipleorganslesions.Onaccountoftheproblemoncomplexcourseanddifficultoperationmanagementofremovinghighfluorinegroundwater，itisanimportantprojecttoresearchanddevelopefficientremovalprocess.Amethodwhichaddedphosphateandcalciumsaltintothehigh

7、fluorinecontentwaterwasstudiedtoremovethefluorideingroundwater.Furtheroptimizationoftheprecipitantdosage,stirringtime,stirringrateandotherparameterswasinvestigatedmeanwhiletheeffectsandcontrollingparametersofself-madecalciumfluorophosphatewithhighpuritywasdiscussed,bothofwhichw

8、ereonbasicofselectingthebestseedfluorapatite.Finally,t