[发明专利]一种等离子体除氟溶液的制备方法、净水工艺及设备

说明书

本发明公开了一种等离子体除氟溶液的制备方法、净水工艺及设备，采用铝球及（或）铁球作为原料放入电离室中，水经过电离室时，对水体进行等离子体放电，瞬间制备纳米颗粒；利用纳米颗粒比表面积大、Zeta电位高的特性去除水中的氟离子。本发明的除氟能力强，电离室能够连续进行等离子体放电，可以实现持续制备纳米颗粒，连续除氟无中断。通过控制电压、电流、放电周期等参数可以控制纳米颗粒的产量，不存在铝离子超标问题。电离室体积小，设备投入少，占地面积小适用范围广。

技术领域

本发明涉及一种除氟溶液的制备方法及净水工艺和设备，具体是一种等离子体除氟溶液的制备方法、净水工艺及设备。

背景技术 饮用水中氟离子超标会造成很多危害，氟离子由于直径较小很难用反渗透的方法去除，另外氟化物的在水中溶解度较大，也很难利用化学沉淀法去除。活性氧化铝加上絮凝沉淀技术能在一定程度上去除水中的氟离子，但是成本高，占地大，很难取得较好的除氟效果。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种等离子体除氟溶液的制备方法、净水工艺及设备，可以实现持续制备纳米颗粒，连续除氟无中断，显著提高除氟效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种等离子体除氟溶液的制备方法、净水工艺及设备，其中等离子体除氟溶液的制备方法具体步骤如下：

1）在电离室加入粒径为2-5mm的铝球，铝球与电极接触，铝球堆栈高度为电离室高度的1/5-2/3；

2）通过入口向电离室注入水，直至水覆盖铝球堆并从出口溢流而出；

3）电源接通，向电极提供周期性放电电压；

4）调节电源的放电电压，使放电电流不小于5A，即得到等离子体除氟溶液。

进一步，所述放电电压为：5000V；所述放电电流为：1000~1500A；所述放电周期为：1000HZ。

进一步，所述除氟溶液中包括利用等离子体放电得到的材质为铝或铁的纳米颗粒，所述纳米颗粒的直径为20-100nm；所述纳米颗粒的Zeta电位为10 mkm^-3；所述纳米颗粒的比表面积为1000m²/g。

净水工艺的步骤如下：

1）采用等离子体制备除氟纳米颗粒；

2）原水经与纳米颗粒反应除氟后通入絮凝沉淀池进行絮凝沉淀；

3）经絮凝沉淀后的水通入浸没式超滤池进行超滤过滤，截留水中的悬浮物，使得处理后水的浊度<0.1NTU；

4）最终经消毒后进入净水池或供水管网。

本发明还提供了一种净水设备，包括纳米颗粒除氟反应器、絮凝沉淀池及浸没式超滤池；

所述纳米颗粒除氟反应器包括电源、电极、电离室、溶剂以及金属颗粒；所述溶剂处于电离室内部，所述金属颗粒沉没于溶剂液面以下；所述电极的一端与电源电连接，所述电极的另一端插入溶剂液面以下并与所述金属颗粒接触；所述电离室有供溶剂进出的入口以及出口。

进一步，所述入口在电离室下部，所述出口在电离室上部，还包括隔离板，所述隔离板将金属颗粒与入口分离开；所述隔离板为非金属材质。

进一步，所述电极为矩形，所述电极的材质为钛金属；所述金属颗粒为球形或不规则形状，所述金属颗粒的材质为铝和/或铁，其粒径为2-30mm；所述电离室为非金属材质，所述隔离板的材质为PVC，所述溶剂为水。

进一步，所述电源为直流电源，电压不小于24V。

进一步，所述电离室的出口与絮凝沉淀池连通，絮凝沉淀池与浸没式超滤池连通。