高氟水除氟技术应用研究

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摘 要： 采用静态震荡方式研究人造沸石的NH4Cl-FeCl3改性方法。结果表明，人造沸石经质量分数分别为3%的氯化铵溶液活化和5%的氯化铁溶液改性后除氟效果最佳，该方法操作简单、成本较低、易于推广，为开发高效实用的小型高氟饮用水处理装置提供技术参数。

关键词： 高氟水；饮用水；吸附法；人造沸石

高氟水在中国分布较为普遍，主要分布在华北、西北、东北和黄淮平原等区。甘肃省环县大部分是苦咸水区和高氟水区。由于水质及其他因素，发生了不少地方病，如布氏杆菌病、严重氟中毒、大骨节病、甲状腺肿等，尤其氟病面宽量大。环县境内有甜水、山城、南湫、罗山川、虎洞、车道、卢家湾、毛井、洪德、环城、演武等11个乡镇为氟病区，饮用水氟含量为1.2-5MG/L，其中甜水镇甜水街村表现最为典型，氟斑牙患病率高达25.6%，氟病症患病率达14%，轻者驼背腰弯，重者残废丧失劳动力，甚至死亡。国内外对高氟饮用水的处理技术做过不少研究，但不同程度地存在处理费用高、适（实）用性差、氟含量难以稳定达标的问题[1-4]。因此，我们迫切需要根据高氟水的特点，开发研究能满足农村分散供水条件下经济适用的高氟饮用水处理技术，保障农村居民的饮水安全。

吸附法处理高氟饮用水具有很多优势，其关键是吸附性能的优化[5]。沸石因其独特的结构，具有良好的吸附和离子交换性能[6]，并具有耐酸、耐高温、耐辐射等性能，使得沸石在水处理领域有着广泛的应用[7，8]。本研究通过试验系统研究了吸附剂——人造沸石的氯化铁的改性方法，确定了改性人造沸石吸附处理高氟饮用水的主要技术参数，揭示了影响除氟效果的关键因素，初步探讨了吸附剂改性作用机理，为开发高效实用的小型高氟饮用水处理装置提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

人造沸石（河南巩义市科源净水材料厂），氯化铵（西安三浦化学试剂有限公司），三氯化铁（西安三浦化学试剂有限公司），所用试剂均为分析纯。

水样：甘肃省环县甜水镇甜水街村高氟地下水，氟的质量浓度为2.41mg/L。

1.2 实验仪器

PHS-3C型精密酸度计（上海精密科学仪器有限公司），85-1型恒温磁力搅拌器（郑州科达机械仪器设备有限公司），FA1004电子天平（上海江仪仪器有限公司），PF-1型氟离子选择性电极（上海博取仪器有限公司）。

1.3 实验方法

沸石改性方法：将人造沸石经一定含量的氯化铵溶液室温浸泡后洗净，再用氯化铁溶液浸泡一定时间，得到铁法改性沸石。

高氟水处理方法：定量分取改性沸石于聚乙烯瓶中，按照1：25的固液质量比加入待处理的高氟水样，室温震荡30min后静置，取上清液测定氟含量。

氟含量测定方法：采用GB/T 5750-2006氟离子选择电极法[9]。

2 实验结果与讨论

2.1 氯化铵含量对除氟的影响

2.3 氯化铁含量及处理时间的影响

3 结论

人造沸石经NH4Cl溶液活化处理，能调整孔道结构，使其活性比表面积增大，更好地吸附铁盐及其水解产物，成为铁盐的良好载体，提高其去除水中氟离子的能力。

以质量分数为3%的氯化铵溶液浸泡6h洗净后，用质量分数为5%的氯化铁溶液浸泡8h，改性后的人造沸石处理氟离子的质量浓度为0.96mg/L。原水pH适用范围在6.5～8.0。

基金项目：庆阳市科技计划项目（GC2011-15）

参考文献：

[1]陈后兴、罗仙平、刘立良，含氟废水处理研究进展[J].四川有色金属，2006，3（1）：31-35.

[2]Lounici H，Addour L，Belhocinal D，et al，Study of a new technique for fluoride removal from water[J].Desalination，1997，114：241-251.

[3]卢宁、高乃云、徐斌，饮用水除氟技术研究的新进展[J].四川环境，2007，26（4）：119-122.

[4]董岁明、阎英桃、董延芳，载铁改性沸石吸附法吸附剂去除含氟水中氟离子的研究[J].汉中师范学院学报：自然科学，2004，22（1）：57-60.

[5]刘晓园，饮用水除氟技术的发展与应用[J].中国给水排水，1989，5（6）：21-24.

[6]葛学贵、太玉明、李大好等，沸石在环境治理工程中的应用[J].环境科学与技术，2001（6）：21- 24.

[7]戴清清、宋绵新，几种非金属矿物材料对污水处理的研究现状[J].中国矿业，2005，14（1）：38-40.

[8]John P B，Marios T.Treatemt of aqueous effluent for fluoride removal[J].J Water Pollution Controlled，1987，59：191-198.

[9]GB/T5750-2006 生活饮用水标准检验方法[S].

[10]GB5749-2006 生活饮用水卫生标准[S].

作者简介：

齐慧丽（1979-），女，山西临汾人，讲师，理学硕士，主要从事分析化学教学和研究工作。