專利名稱：高氟飲用水降氟除氟的一種工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高氟飲用水降氟降氟的一種工藝方法一是應(yīng)用在水凈化領(lǐng)域，尤其是大型飲用
水工程，除去水中超標(biāo)準(zhǔn)的氟化物，是一項(xiàng)可實(shí)施的技術(shù)。 我國是地方性飲水氟中毒流行廣泛、危害嚴(yán)重的國家之一。全國城鄉(xiāng)有8000萬人
口飲用的是高氟水，由此引發(fā)的地方性氟中毒病遍布二十九個(gè)省市自治區(qū)。 長期飲用超標(biāo)準(zhǔn)的高氟水，在人生的早期表現(xiàn)是氟斑牙、兒童、青壯年、牙齒呈現(xiàn)
黑色，在人生的晚年，發(fā)展到了骨質(zhì)疏松、骨脆、骨硬易折，最終導(dǎo)致氟骨癥一一彎腰駝背、
縮體而亡。 當(dāng)前，消滅飲水性地方性氟中毒的關(guān)鍵在于改水、治水、降氟達(dá)標(biāo)。目前，國家已經(jīng) 大力抓治水工作，承諾到2015年，將叁億人口飲水安全問題減少至二分之一并將繼續(xù)努力 直至全部解決因飲水而造成的地方性疾病。
2背景技術(shù)：
在降氟除氟方法中，依書中所述過的，目前有多種方法但不管哪一種方法都還不 能應(yīng)用到大型供水工程上，都還不具有工程實(shí)用價(jià)值，諸如-一
①混凝沉淀法 利用無機(jī)和有機(jī)混凝劑與水作用生成絮凝物沉淀去除部份氟化物。
在含有氟化物水中，往往含有較高濃度的S042—、CL—、HC03—，它們?cè)谂cF—共存時(shí)存在 著競爭絡(luò)合，F(xiàn)—被吸附量就會(huì)顯著減少，且不可控，達(dá)不到可操作的去除氟化物的目標(biāo)。
②離子交換法 利用氨基磷酸離子交換樹脂對(duì)氟離子(F—)有很強(qiáng)的絡(luò)合作用去除水中氟化物，去 除率也很高，但其最大不足在于除去了氟化物和其它一些礦物質(zhì)時(shí)也同時(shí)產(chǎn)生了胺類物質(zhì) 于水中。 胺類物質(zhì)_誘發(fā)癌癥疾患而不可使用。
③電凝聚法 是利用電解鋁過程中生成的羥基鋁和氟離子生成絡(luò)合物以及Al (OH) 3凝膠的絡(luò)合 凝聚效應(yīng)除去氟化物 此法設(shè)備投資大維護(hù)費(fèi)用高，電極容易鈍化，水中殘鋁含量增加等問題，不能適應(yīng)
城鎮(zhèn)大型飲水工程。
電滲析法 利用多層陰陽膜相互交替排列在直流電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)下生產(chǎn)了濃(鹽)水和淡水(低 鹽除氟水)。 問題在于設(shè)備投資大，維護(hù)復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高，廢水率高，大型飲水工程無力接受 這一方法。 ⑤反滲透法-Ro膜法 利用Ro半透膜機(jī)理在壓力驅(qū)動(dòng)下有選擇性的去除氟化物及其它離子。
此方法凈水效果好，但投資大，運(yùn)行費(fèi)用高、維護(hù)復(fù)雜，前置預(yù)處理系統(tǒng)嚴(yán)格，且膜 的壽命短，需定期更換，價(jià)格昂貴，更重要的原因是廢水率太高，達(dá)100% -400% 。顯然，大 型飲水工程無能力接受，雖然它在海水淡化工程上，在富有的缺少淡水的國家如卡塔爾已 有很好的記錄。 做小型飲水裝置，家庭用凈水機(jī)卻被廣泛應(yīng)用。
⑥吸咐過濾法 吸附劑是一種多孔物質(zhì)，有較大的比表面積，活化后具有吸附氟離子和其它物質(zhì) 的能力。對(duì)氟離子具有優(yōu)先吸附選擇性的吸附劑，有活性氧化鋁，活性氧化鎂、骨炭、羥基磷 灰石、鋁酸鈣等。 高含氟水通過這些吸附劑的濾床時(shí)，氟離子被吸附，從而除去氟化物。 問題在于，水中還同時(shí)存在著其它陰離子物質(zhì)，0H—、 F—、 S042—、 C1—、 HC03—等，它們影
響著氟離子的吸附。吸附劑本身的吸附容量并不高，再加還有其它許多約束條件，于是在裝
置運(yùn)行中，吸附劑快速飽和，需要頻頻再生，造成勞動(dòng)力投入和運(yùn)行費(fèi)用提高到難以接受的程度。

發(fā)明內(nèi)容
高氟飲用水降氟除氟的一種工藝方法 一 是一系完善的工藝流程，為大型飲水工 程提供了一個(gè)可行的實(shí)施方案，去除水中氟化物，達(dá)到國家飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值lmg/L以下。 具有實(shí)用性、可實(shí)施性、長期穩(wěn)定低成本運(yùn)行。
本發(fā)明技術(shù)方案可分為三個(gè)子系統(tǒng) B預(yù)處理系統(tǒng)，水在該系統(tǒng)中與復(fù)合除氟劑充分均混、反應(yīng)、經(jīng)吸附、絡(luò)合、絮凝，巻 掃沉淀后，去除了部份氟化物以及其它多種離子和懸浮物。得以凈化后，上部清水流入C深 度處理系統(tǒng) C深度處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由去除重金屬離子的復(fù)合分子篩和活性炭組成的塔群。塔 內(nèi)設(shè)有超聲波再生裝置。由B系統(tǒng)來水進(jìn)入該系統(tǒng)與塔中復(fù)合分子篩和活性炭作用，水中 重金屬離子，有機(jī)物，農(nóng)藥、化肥，細(xì)菌、微生物，氨氮、色、味及殘余懸浮物等被吸附除去。水 得以深度凈化。再送向A終端處理系統(tǒng)。 A終端處理系統(tǒng)，本系統(tǒng)是由專用除氟分子篩填充的塔群。 C深度處理系統(tǒng)來水流入本系統(tǒng)A后途經(jīng)復(fù)合分子篩，氟化物被吸附，水質(zhì)得到深 度凈化，水中氟化物已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氟化物限值，水質(zhì)優(yōu)良，可以直接 飲用。 本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)的有益效果—— ①給大型供水工程除去氟化物提供了核心的實(shí)用技術(shù)。 ②投資少只需其它(可行)方法的十分之一 二十分之一。
③運(yùn)行周期長復(fù)合分子篩再生周期大于150天。
④運(yùn)行費(fèi)用低處理每立方水只需0. 5元。
⑤復(fù)合分子篩再生費(fèi)用低只需0. 048元/立方水。
⑥廢水率低只是給水量的千分之0. 5。
⑦操作維護(hù)簡單給定程序后再不需要人工操作。
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工藝過程如下 自水源由泵把水提升送入預(yù)處理系統(tǒng)B，進(jìn)入其中除砂器1，排除砂土等固形顆粒物后流經(jīng)藥劑注射器2，同時(shí)向藥劑注射器內(nèi)注入復(fù)合除氟劑。 流水與復(fù)合除氟劑一起進(jìn)入靜態(tài)混合器3，經(jīng)充分均混后流進(jìn)反應(yīng)塔4，源水在塔內(nèi)得以曝氣和充分的物理化學(xué)反應(yīng)，水中氟化物和其它種類部份離子被吸附、絡(luò)合、絮凝和巻掃，在塔結(jié)構(gòu)的功能作用下，絮凝物沉入塔底適時(shí)排出，水從塔內(nèi)流出進(jìn)入強(qiáng)化沉淀池5，經(jīng)強(qiáng)化沉演、澄清，上流水進(jìn)入凈水池6，經(jīng)再一次凈化完成了初期的預(yù)處理過程。之后水進(jìn)入深度處理系統(tǒng)C中-塔群7完成了去除重金屬離子、有機(jī)物、細(xì)菌、色、味等，水流向A終端處理系統(tǒng)_塔群8內(nèi)裝有除氟分子篩，水中氟化物被吸附除去。 經(jīng)控制操作程序，保留水中氟化物含量0. 5-0. 8mg/L范圍內(nèi)，送給供水系統(tǒng)。經(jīng)
此系統(tǒng)處理后，供水已是優(yōu)質(zhì)可直飲的自來水。 活性炭塔群7—活性炭吸附飽和后在塔內(nèi)有超聲波再生；塔群8-除氟復(fù)合分子
篩吸附飽和后，由再生液在塔內(nèi)再生。


附圖是本發(fā)明流程示意圖。
圖列說明B-預(yù)處理系統(tǒng)l.離旋除砂器2.藥劑注射器3.靜態(tài)混合器
4.反應(yīng)塔 5.沉淀池 6.凈水池 C-深度處理系統(tǒng)7.去除重金屬的復(fù)合分子篩、活性炭塔群。 A-終端處理系統(tǒng)8.除氟分子篩塔群。
權(quán)利要求
全流程保護(hù)[B]→[C]→[A]是一個(gè)完善的工藝過程，不可模擬。
2. [B]系統(tǒng)一[A]系統(tǒng)工藝過程亦是一個(gè)可實(shí)施的工藝過程，不可模擬[B] — [A]連用。
3. 在水流通道上注入復(fù)合除氟劑發(fā)生絡(luò)合、吸附和混凝產(chǎn)生除氟效應(yīng)。
4. 反應(yīng)塔底排除絮凝物除氟
5. 在深度處理系統(tǒng)[C]中，除一掉重金屬和有機(jī)物，其濾料飽和再生，采用超聲輻射并 在塔內(nèi)再生。
6. 終端處理系統(tǒng)[A]中，裝有除氟分子篩，其飽和再生，亦在塔內(nèi)進(jìn)行。
全文摘要
本方法是一系列完善的工藝流程-自水源把水送入預(yù)處理系統(tǒng)B，源水在B系統(tǒng)-塔4的功能結(jié)構(gòu)和復(fù)合除氟劑綜合作用下，含氟絮凝物沉入塔底，被去除。上清水流向沉淀池5，6。由B系統(tǒng)出水再送入深度處理系統(tǒng)C中。C系統(tǒng)由塔群7組成，內(nèi)裝去除重金屬的F·F復(fù)合分子篩和顆粒活性炭，并設(shè)有超聲波再生裝置。水中重金屬離子，大部分有機(jī)物、細(xì)菌、色、味等被吸附、過濾除去之后水進(jìn)入A系統(tǒng)。其中塔群8，塔內(nèi)裝有吸氟劑，吸附、過濾氟離子。氟化物被吸附去除。經(jīng)上述二程除氟，出水已經(jīng)是可以直飲的優(yōu)質(zhì)自來水。本工藝方法給大型飲水工程除氟提供了一個(gè)切實(shí)可行的核心技術(shù)。
文檔編號(hào)C02F1/58GK101746869SQ200810188238
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者張乃卿, 王春華 申請(qǐng)人:張乃卿;王春華;張立新