基于铝基复合金属氧化物的除氟吸附材料的络合-凝聚-吸附去除水中氟化物的方法

摘要

本发明涉及基于铝基复合金属氧化物的除氟吸附材料的络合-凝聚-吸附去除饮用水中氟化物的方法。本发明首先通过控制适宜的pH值条件、铝盐的形态及其投量等，将水中游离态氟转化为络合态氟；之后引入氢氧化钙和铝盐实现凝聚过程并提供具有丰富表面羟基的活性吸附位点，从而通过凝聚和吸附作用将水中溶解态氟转化为颗粒态氟；之后水流经装填有基于铝基复合氧化物的除氟吸附材料的吸附固定床反应器进一步去除溶解态氟；最后，水流经过滤反应器去除吸附固定床反应器出水中包含的胶体、颗粒物等杂质。采用本发明的方法去除饮用水中的氟，处理水能达到WHO、USEPA相关标准以及国家饮用水标准（GB5749-2006）。

主权项

一种基于铝基复合金属氧化物的除氟吸附材料的络合‑凝聚‑吸附去除饮用水中氟化物的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：（1）向待处理含氟水中投加铝盐水溶液，并在混合反应器中充分反应，使待处理含氟水中的游离态氟转化为络合态氟；其中：铝盐水溶液的投量为使得铝盐与待处理含氟水中的氟的摩尔比为0.1：1～5：1；当投加的铝盐是单体三价铝盐或铝盐聚合度为Al2‑Al6的聚合铝盐时，先用无机酸或无机碱将待处理含氟水的pH值调节至6～7.2；当投加的铝盐是铝盐聚合度为Al8‑Al16的聚合铝盐时，先用无机酸或无机碱将待处理含氟水的pH值调节至5.5～6.5；当投加的铝盐是铝盐聚合度为Al30的聚合铝盐时，先用无机酸或无机碱将待处理含氟水的pH值调节至5～6；（2）向步骤（1）反应后的混合反应器的出水中投加氢氧化钙悬浊水溶液和铝盐水溶液，并在混合反应器中充分反应；其中：铝盐水溶液的投量为使得步骤（1）与步骤（2）投加的铝盐水溶液中的铝盐的总投量与水中氟的摩尔比为2：1～15：1；氢氧化钙悬浊水溶液中的氢氧化钙的投量按照如下原则确定：当步骤（1）混合反应器出水的pH值小于或等于5.5时，氢氧化钙悬浊水溶液中的氢氧化钙的投量为氢氧化钙与步骤（2）铝盐投量的摩尔比为3：1～12：1；当步骤（1）混合反应器出水的pH值大于5.5且小于或等于6.5时，氢氧化钙悬浊水溶液中的氢氧化钙的投量为氢氧化钙与步骤（2）铝盐投量的摩尔比为2：1～6：1；当步骤（1）混合反应器出水的pH值大于6.5时，氢氧化钙悬浊水溶液中的氢氧化钙的投量为氢氧化钙与步骤（2）铝盐投量的摩尔比为0.25：1～3：1；所述的铝盐是单体三价铝盐、铝盐聚合度为Al2‑Al6的聚合铝盐、铝盐聚合度为Al8‑Al16的聚合铝盐或铝盐聚合度为Al30的聚合铝盐；（3）将步骤（2）反应后的混合反应器的出水流经装填有基于铝基复合氧化物的除氟吸附材料的吸附固定床反应器，以去除水中游离态氟和络合态氟；（4）将步骤（3）吸附固定床反应器的出水流经装填有过滤介质的过滤反应器，以去除吸附固定床反应器的出水中包含的胶体、颗粒物杂质；（5）当步骤（4）过滤反应器出水的pH值小于6.5或大于8.5时，投加无机酸水溶液或无机碱水溶液，将过滤反应器的出水的pH值调节到6.5～8.5范围内，得到去除了氟化物的处理水；当过滤反应器出水的pH值在6.5～8.5范围内时，不进行pH值调节；直接得到去除了氟化物的处理水。