[实用新型]一种用可再生滤料除氟的水处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水处理系统，尤其涉及一种用可再生滤料除氟的水处理系统。

背景技术

氟是人体必需的微量元素之一，也是危害人类机体的积累元素。人类机体中的氟离子主要来自饮用水。氟对人体有着重要的生理功能，是牙齿和骨骼的组成部分。保持饮用水中一定量的氟，可以预防龋齿。但是长期饮用含氟量大于1.0mg/L的高氟水，氟就会在人体内蓄积，导致氟中毒。

我国卫生部和建设部共同制订的国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定饮用水氟含量不得大于1.0mg/L。当饮用水中氟含量超过1.0mg/L或更高时，需考虑除氟。

据不完全统计，我国高氟水分布广泛，约有26个省、市、自治区，50000多个城镇、乡村，7000多万人饮用高氟水。因此，面对日益严重的氟危害，在缺乏低氟水源的地区，解决饮用水除氟问题，势在必行，迫在眉睫。

然而，多年来人们在降氟过程中，总是显得力不从心，大多数高氟地区的人畜仍在饮用高氟水。其原因主要是：第一，认识不足。氟在水中是客观存在的，不处理是不会自行消失的，但要处理就要考虑设备投资，还要承担比较高的设备运行费用，许多地方的老百姓不认可。很多地方虽然国家和政府投资上了设备，但运行一段时间便停了下来，特别是以前那些使用一两年就必须更换除氟材料的水厂，老百姓极少筹集资金更换，于是降氟中断，不了了之。第二，氟是水中极难处理的物质。水中存在的有害物质容易处理的都是能够氧化的物质，例如大多数金属离子都能与氧结合生成氧化物沉淀，氨氮等化学物质和绝大部分有机物质都能够生物降解，而氟却既不能被氧化，又不能生物降解。多年来，降氟工作者们苦苦思索，也很难找到一种效率高、投资少、成本低、寿命长且不会使水中增加新的有害成分的材料，这也是降氟工作很少成功的原因。

现有技术中已有采用可再生滤料进行水处理。①连续运行时间短，很容易出现假疲劳，运行4～6小时即要间断4～6小时同样时间恢复疲劳；②是再生时间长，再生复杂，管理复杂。

普通除氟水处理设备应用中由于药剂混合不均匀、过滤进水PH值不易控制，造成的系统运行不稳定、很难达到预定除氟效果的问题。

目前国内主要降氟方法有阴树脂离子交换法、活性炭吸附法、羟基磷酸钙(骨碳)吸附法、活性氧化铝吸附法、电渗析法、反渗透法、羟基聚合铝混凝沉淀法、沸石吸附法等。

(1)离子交换法：阴树脂去除水中的阴离子能量很大，但对氟离子去除率却非常低，因为阴树脂的选择顺序是：硫酸根＞氯根＞碳酸氢根＞氟，氟排在后面，因此除氟效率非常低，而且价格昂贵，再生极其复杂，很难管理，已经极少使用。

(2)活性炭吸附法：活性炭具有特别大的比表面积，但其孔径也非常大，后面的氟离子进入孔穴后，前面进入的氟离子容易跑出来，因此对氟离子吸附量非常低，而且没有办法再生，吸附饱和后只能废弃。高运行成本一般很少投入使用。

(3)羟基磷酸钙(骨碳)吸附法：羟基磷酸钙对氟的吸附量很大，我国在七、八十年代有很多水厂采用。其不足之处一是材料价格高；二是强度差，易破碎；三是运转复杂，管理难度非常高，尤其是再生时，再生液浓度控制不好；四是出水有腥臭味儿，口感很差，甚至有氨氮超标的可能性。这些缺点使其应用受到限制，目前已基本不被采用。

(4)活性氧化铝吸附法：此方法在一段时间内尤其是在人们没有发现铝离子对人体健康有巨大损害作用以前，我国和世界公认为活性氧化铝是最有效的降氟方法。但经过多年实践证明，该法也存在下述六个问题，一是连续运行时间短，很容易出现假疲劳，运行4～6小时即要间断4～6小时同样时间恢复疲劳；二是再生时间长，再生复杂，管理复杂。三是滤料易出现板结现象，使布水与集水不均匀，严重影响使用寿命。四是出水水质差，仅能降氟而对水体中有时共存的色度、浊度、重金属离子等有害物质不能去除。五是惧怕水中共存磷酸盐，因为磷与铝结合非常牢固，无法洗脱，活性氧化铝的表面积一旦被磷酸盐占据，除氟功能即告完结；六是出水有铝离子超标的可能性，我国GB5749－2006《生活饮用水卫生标准》规定铝离子标准为0.2mg/L。因此，从发展方向看，铝系除氟材料的前景是可疑的。

(5)电渗析法。此方法是用电极铝板对水中物质电离的一种除氟方法，除氟干净彻底，出水质量很好，可自动化操作，管理比较容易。缺点是投资高，运行成本高，电渗析设备被称作电老虎，在当前电费价格下，每吨水成本要6元以上，一般经济条件承担不起。

(6)反渗透法。此法除氟干净彻底，出水质量好，其缺点和电渗析类似，运行成本高，平均产水率低，因此，反渗透在目前仅适合工业高纯水制备和瓶装水、桶装水，不适合大中型自来水厂。