高氟水处理方法研究 2页

2010年1月地下水Jan,2010
































第32卷
第1期GroundwaterVol32
NO1高氟水处理方法研究121孙双来,胡景鹏,何
平(1.河北省廊坊水文水资源勘测局,河北廊坊065000;2.河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水053000)[摘
要]
氟化物是水质的毒理学指标,生活饮用水标准中氟化物不能大于1.0mg/L,由于水文地质原因,一些地区地下水氟化物严重超标,部分高氟地区氟化物达到5.0mg/L以上,给当地居民安全引水带来很大困难,通过对国内外高氟水的降氟调查研究,提出无论采取哪种方法降氟,均可采用饮水和生活用水分质提供方案,投入相对较少资金,对专用饮水进行降氟处理。[关键词]
氟化物;降氟;吸附过滤法;膜分离[中图分类号]
X52

[文献标识码]
B

[文章编号]
1004-1184(2010)01-0113-02能力达不到规定值时,需要再生剂再生,恢复吸附剂除氟能0
前言力,以此循环达到除去过量氟的目的。活性氧化铝和骨炭都氟化物是水质的毒理学指标,广泛存在于自然界的水体是根据吸附过滤降低氟含量,吸附剂都可再生重复使用,这中,同时也是人体必需的微量元素之一,饮用水中氟的适宜是目前水厂主要采用的工艺方案,其中以活性氧化铝工艺应浓度为0.5~1.0mg/L,当人群长期饮用高氟水时会至病,用较普遍。因此高氟水地区纷纷研究降氟措施,以改善人民群众的生活对于有能力投资的水厂,最好采用活性氧化铝加ClO2消质量,确保人民群众饮水安全。毒氧化工艺,对于那些暂时没有投资能力的水厂应适当加大河北廊坊、沧州、衡水等部分地区的地下水含氟量较高,铝盐絮凝剂用量,但应根据水质情况确定絮凝剂的合适投加一般在3~5mg/L左右。一些地方长期饮用高氟水,引起了量,达到部分降氟效果。有些地区也可采用饮水与生活用水以氟斑牙和氟骨症为主要特征的慢性全身性疾病,也即地方分质供水方案,投入相对较少的资金,对专用饮水降氟,为周性氟中毒。可见降氟改水,减少机体对氟的摄入量,达到有围群众提供饮用降氟水。效控制地方性氟病流行尤为重要。膜分离技术被称为二十一世纪的水处理技术,自70年代应用于水处理领域后,得到了广泛的研究和空前的发1
高氟区降氟改水物理化学方法展,受到世界各国水处理工作者的普遍关注,开展了不同水降氟改水措施主要有改换低氟水源或采用物理、化学方平。不同层次的理论研究和技术开发、应用。在给水处理领法降低含氟量。一般情况下病区附近没有低氟水源可用,大域应用最为广泛的是一系列的低压膜,如纳滤膜、反渗透膜规模引水工程投资很大,一时难以实现。而采用物理、化学等。其中,纳滤膜法水处理技术以其特殊的优势,获得了世方法降氟工艺,目前被各国采用的主要有以下几种方法:1)界各国的水处理工作者的普遍关注,在水处理技术的研究和活性氧化铝吸附过滤;2)骨炭吸附过滤;3)铝盐混凝沉淀;开发领域取得了可喜的成绩。4)电絮凝;5)电渗析和反渗透等。3
纳滤技术的应用2
物理化学方法降氟应用分析纳滤技术是从反渗透技术中分离出来的一种膜分离技实际改水中应用哪种方法,必须考虑水源的水质(含氟术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为,纳量、其它离子含量等)和水量(供水规模)。水量较大的水厂滤膜存在着纳米级的细孔,且截留率大于95%的最小分子约如采用电絮凝、电渗析和反渗透工艺投资相当大,一般自来为1mm,所以近几年来这种膜分离技术被命名为:Nanofiltra
水厂不可能采用,只能是特殊工艺用水采用。混凝沉淀工艺tion,简称:NF,中文译为:纳滤。在过去的很长一段时间里,最简单,不需要设备投资,只要在饮水处理中加大含铝絮凝纳滤膜被称为超低压反渗透膜(LPRO:LowPressureReverse剂的投加量,但该工艺只适用于水源中氟含量低于5mg/LOsmosis),或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜(LooseRO:-2-情况降氟处理,用该法在降氟同时会造成Cl、SO等其它LooseReverseOsmosis)。日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分4离子超标。离性能进行了具体的定义:操作压力!1.50MPa,截留分子目前,国内降氟方法比较成熟可靠的是吸附过滤法。其量200~1000,NaCl的截留率!90%的膜可以认为是纳滤原理是含氟水通过专用除氟料过滤,氟被吸附在吸附剂表膜。现在,纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来,成为介面,生成难溶氟化物。当除氟能力降到一定极限值,即除氟于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术,己经广泛应用[收稿日期]
2009-09-22[作者简介]
孙双来(1964-),男,河北文安人,高级工程师,主要从事水文水资源工作。113\n第32卷
第1期
















地下水
















2010年1月于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域,领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。成为膜分离技术中的一个重要的分支。对于一般的反渗透膜,脱盐率是膜分离性能的重要指纳滤过程的关键是纳滤膜。对膜材料的要求是:具有良标,但对于纳滤膜,仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及时,纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳德膜技术留率、抗胶体及悬浮物污染,价格便宜、目前采用的纳德膜多为新兴技术,因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段,有关为芳香族及聚酸氢类复合纳德膜。复合膜为非对称膜,由两文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支,因此很多现部分结构组成:一部分为起支撑作用的多孔膜,其机理为筛象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜,其分过理论有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜,可以对起的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化,可提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程板框式和管式等。其中,中空纤维和卷式膜组件的填充密度等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般高,造价低,组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混造技术要求高,密封困难,使用中抗污染能力差,对料液预处合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染,实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等但膜的填充密度低、造价高。因此,在纳滤系统中多使用中条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随空纤维式或卷式膜组件。溶液浓度的增大而降低等。在我国,对纳滤过程的理论研究比较早,但对纳滤膜的4
结语开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家,纳滤膜的开发已经取得了很大的进展,达到了商品化的程度,如美国无论采用哪种方法降氟,均可采用饮水与生活用水分质Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400供水方案,投入相对较少的资金,对专用饮水进行降氟处理,系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理为协作区居民提供安全可靠的饮用水。(上接第66页)地热利用过程中的另一个问题就是结垢和腐蚀。结垢央空调系统的重复投资。物质主要有氧化铁、硫酸钙、碳酸钙和硫酸盐等。水垢的传3.4
性能稳定、安全可靠热性能差,管道结垢大大地降低换热器的传热性能,使得地水源热泵运行自动化程度高,运行人员少,无压力容器热能利用率下降;另外,结垢使水的流动阻力增加,增大了流存在,安全性好。地下水温度稳定,水源热泵供热为连续供体输送的能耗。在地热的直接利用中,防腐是一项重要问热,温度恒定,人体的舒适感好。题,腐蚀主要由氧、氯等元素引起。为保证供暖设备的可靠性和使用寿命,可采取适当的措施减少或防止腐蚀:利用非4
地热利用中存在的问题及对策金属材料解决腐蚀问题;从开采到利用采用密闭系统,防止-地热作为一种清洁能源用于采暖,在我国北方城市发展空气(氧)进人系统中;对含Cl的地热水可采用前置换热2迅速,目前天津市地热供暖面积就达1000多万m,位居全器,使用间接供暖方式,这样,前置换热器采用耐腐蚀材料而国前列。北京市地热供暖面积也达120万平方米。供暖管道和设备可采用普通碳钢。目前地热供暖主要问题一是尾水排放水温比较高,一般在地热资源利用过程中,回灌技术是另一个值得重视的在40∀以上,造成了资源的浪费。地热水供暖后尾水排放水问题。如果只开采利用而不回灌会带来一系列问题:#引起温比较高,造成热污染,不符合环保的要求。适当降低供暖地面下沉,这在我国地热开采利用较早的地区已表现出来;排水温度可提高地热能的利用率。降低地热水供暖的尾水∃造成环境污染,地热水的排放一般在40∀~50∀,不回灌排放温度,必须要考虑供暖系统的初投资,因为降低尾水排会造成热污染,而且地热水中的砷、汞、氟等有害元素也会污放温度就要增加散热器的面积。据有关专家分析,散热器的染环境。%大量开采地热资源而不采用回灌技术会影响地进出口温差每增加5∀,散热器面积需增加12%,因此,地热下结构的稳定性。供暖尾水排放温度的降低与散热器面积的增加存在一个优化问题。为充分利用地热水的热能,可对供暖排水再次利参考文献用,实现地热资源的梯级综合利用。在地热能的开发利用中[1]陆亚俊,马最良,邹平华。暖通空调中国建筑工业出版社热泵技术是目前世界上的一个热点,近5年来,全世界地热P344页热泵容量以平均30%的年增长量在发展。对低温地热或地[2]贺平,孙刚。供热工程中国建筑工业出版社P295页[3]谢栋辉,李文伟。北京奥运公园应用地热供暖的可行性北京地热供暖尾水可利用热泵技术提升其热能品位,使地热资源得热国际研讨会论文集。北京:2002年10月P125页到充分利用。114