[发明专利]电凝聚-吸附去除水中氟离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，更具体地是涉及一种通过电凝聚和吸附两个技术组合有效去除饮用水或者工业废水中氟离子的方法。

背景技术

氟污染是一个全球性的问题。正常饮用水中氟含量在0.5～1.0mg/L之间。氟含量超过1.0mg/L，就会引起氟中毒，重患者可能引起氟骨症。某些特定行业的工业废水中也含有高浓度的氟离子，急需有效治理。含氟饮用水和工业废水的处理目前仍是我国和世界上许多国家尚未解决的问题，目前除氟方法有混凝沉淀法、吸附过滤法、电絮凝法、电渗析法和反渗透法等。

采用电凝聚方法进行水中氟离子去除已有人报道。电絮凝法构造简单、处理费用低、占地面积小、携带方便，对处理小水量的分散性供水系统以及高浓度氟污染很适用。电絮凝又称电凝聚，其处理原理是：将金属电极(铝或铁)置于被处理的水中，然后通以直流电，此时金属阳极发生电化学反应，溶出Al³⁺离子或Fe²⁺等离子并在水中水解而发生凝聚或絮凝作用，其过程和机理与化学凝聚基本相同。通常，电化学反应器内进行的化学反应过程是极其复杂的。在电絮凝反应器中同时发生了电絮凝、电气浮和电氧化过程，水中的溶解性、胶体和悬浮态污染物在凝聚、气浮和氧化作用下均可得到有效转化和去除。在采用电絮凝除氟离子时阳极主要采用铝板，通过溶解的铝离子水解后形成的絮体进行氟离子的凝聚去除。但是单纯的电凝聚单元，需要后续的沉淀和过滤系统。

吸附法以具有高比表面积、优良机械强度的不溶性固体材料为吸附剂，通过物理吸附、化学吸附或离子交换等作用将水中氟离子吸附在吸附剂表面，从而达到去除水中氟离子的目的。吸附法简单易行，尤其适合于处理量大、污染物浓度较低的饮用水处理体系。但大多数吸附剂吸附容量有限，存在吸附剂再生频繁等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电凝聚-吸附去除水中氟离子的方法，将公知的电凝聚单元和公知的吸附单元结合成一体化的电化学反应器，首先在电凝聚单元中通过感应电的方法电解铝阳极，在线生成铝絮体，通过铝絮体和电场的阳极吸附快速将高浓度的氟离子有效去除；剩余的低浓度的氟离子进入吸附单元，依靠吸附作用将低浓度的氟离子吸附去除。通过耦合的电凝聚和吸附工艺高效去除饮用水或者废水中氟离子。

具体地说，本发明提供的电凝聚-吸附去除水中氟离子的方法，其步骤为：

1)待处理的水进入电凝聚单元进行电凝聚处理；电凝聚单元中形稳电极为阳极和阴极，阳极和阴极中间为铝板电极；

2)电凝聚单元流出的水进入吸附单元进行吸附处理；

3)吸附处理后的水经过砂滤单元过滤。

所述的方法，其中，电凝聚单元通过控制电压和电流调节凝聚中铝的溶出量。

所述的方法，其中，电凝聚单元进行正负极的切换，抑制电极钝化。

所述的方法，其中，电凝聚单元中的形稳电极为涂覆在钛网上的钛钌网电极。

所述的方法，其中，吸附单元中填充有载体填料和吸附剂。

所述的方法，其中，载体填料为硅藻土、石英砂、陶粒、锰砂、无烟煤或磁铁矿。

所述的方法，其中，吸附剂为活性氧化铝。

本发明的特点是：

1)本发明将电凝聚与吸附单元技术组合，利用电凝聚和吸附单元技术的各自特点，实现水中氟离子的高效去除。

2)电凝聚单元不仅可以通过产生的铝絮体进行去除水中氟离子，也可通过直流电场作用电吸附水中的氟离子。

3)本发明的组合方法不仅对地下水而且对废水中高浓度的氟离子均可进行有效去除和治理。

附图说明

图1是本发明的去除水中氟离子的电凝聚和吸附组合工艺图。

图2是本发明的去除水中氟离子的电凝聚单元示意图。

图3是本发明的去除水中氟离子的吸附单元示意图。

附图中主要标记说明：

1电凝聚单元；2吸附单元；3极板；4法兰；5布水板；6布水器；7托板；8填料。

具体实施方式

本发明将电凝聚与吸附单元组合，进行水中氟离子的去除。本发明的优点在于先将水中高浓度的氟离子通过电混凝工艺的快速高效的去除到1.5-2.0mg/L左右，接下来余下的氟离子通过吸附单元去除，这样降低了吸附单元的负荷，延长了吸附剂的使用寿命，让水中氟离子高效去除。