[发明专利]一种水处理除氟材料的制备及再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，更具体涉及一种利用天然矿石为原料的水处理除氟滤料的制备方法，同时还涉及一种水处理除氟滤料的再生方法。

技术背景

氟作为机体生命活动必需的微量元素，具有多方面的生理作用，适量的氟(0.5mg～1.0mg/L)是维持骨骼和牙齿发育所必不可少的。但是，如果长期饮用氟超标的水，会影响人体的钙、磷代谢，使人体的物质代谢和生理功能发生紊乱，轻则引起氟斑牙，严重时会引起氟骨症，造成骨质疏松、骨变形，甚至瘫痪，丧失劳动能力。中国是世界饮水型地方性氟中毒流行最广、危害最严重的国家之一，高氟水涉及中国所有的省(自治区、直辖市)，集中分布在1317个县，目前因高氟水源的病村人口高达8141万。《全国农村饮用水安全工程“十一五”规划》决定到2015年基本解决3亿多农村人口的饮用水安全问题。

国内外在饮用水除氟技术上进行了大量的研究，到目前为止实际应用中的除氟技术主要有以下几种：吸附法、化学沉淀法、混凝沉降法、离子交换法、电渗法、反渗透法和纳滤法。化学沉淀法和混凝沉降法因使用铝盐、铁盐、钙盐等药剂，极易造成水中的铝铁等超标，且对氟浓度＜10mg/L的水效果较差，因此较适用于工业废水的处理。由于高氟水主要分布在环境恶劣、地形复杂、缺少水电、交通不便、经济落后的农村、牧区，因此电渗析法、反渗透法和纳滤等方法虽然效果好，但是装置复杂，设备昂贵，使用成本高，操作水平要求高，因此难以在我国农村地区推广。普通的离子交换树脂效率低、选择性差，而专一氟离子交换树脂READ-F需在pH＜5的条件下使用，这样会大大提高使用成本，在饮水除氟市场无法得到广泛应用。由于吸附法成本较低，除氟效果较好，与膜技术相比，可以用于无电地区，设备维护简便，适用于中国农村饮用水处理。除氟吸附剂报道较多，例如活性氧化铝、沸石、骨碳、蛇纹石、粉煤灰、活性炭和凹凸棒土等，但在国内外市场主要还是活性氧化铝、骨碳跟铝系改性沸石。中国农村曾用骨碳进行饮用水除氟，虽然除氟效果较好，但由于骨碳吸附剂强度低，使用寿命短，出水口感差，加工过程不环保等缺点，现已退出中国市场；活性氧化铝是目前市场上主要的饮水除氟吸附剂，来源丰富，价格适中，但活性氧化铝适用于pH偏酸性条件的除氟，除氟容量低，再生后除氟容量衰减快，易板结，使用寿命短，而且出水有铝离子溶出的风险，存在安全隐患，活性氧化铝在中国农村曾大量应用，但由于以上原因，应用效果很差；除氟沸石主要用明矾和铝盐改性和再生，虽然滤料价格便宜，但除氟容量很低(通常动态除氟容量＜0.1mg/g)，因此设备再生频繁、水处理接触时间长、设备庞大，特别是氟含量较高时，出水氟含量较难达到标准要求，在农村应用效果不佳。因此研制一种高效、安全、经济、实用、绿色环保的新型吸附型除氟滤料非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是避免上述现有技术所存在的不足之处，目的是在于提供了一种基于天然矿物质的除氟滤料的制备方法，其方法易行、成本低廉、除氟容量高、操作方便的安全、无二次污染。

本发明的另一个目的是在于提供了一种水处理除氟滤料的再生方法，再生简便，成本低廉；再生废水无有毒有害物质，废液处理方便；再生效果稳定。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

本发明采用天然钙、镁系矿物质如白云石、方解石等为原料，安全无毒、无污染、价格低廉等优点，以及改性后易于结合氟离子且能反复再生的特点，因此本发明经济实用、除氟效果好、适于饮用水的超标氟处理。

本发明的技术方案如下：

一种基于天然矿物质的除氟滤料的制备方法，其步骤是：

1.选用天然钙、镁系矿物质为原料，例如白云石、方解石等；

2.破碎矿石，筛分得到0.5mm-2mm的颗粒；

3.颗粒矿物质可经过煅烧或不煅烧两种方式处理，若经过煅烧处理，入炉温度应控制在200℃-550℃，保温30-150分钟，煅烧过程中保证均匀加热，煅烧完毕后颗粒自然冷却至常温5℃-35℃；