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活性氧化铝除氟原理

发布时间:2019-11-13 点击数:59

      活性氧化铝是一种多孔性吸附剂,其具有机械强度、物化稳定性、耐高温及抗腐蚀性能。它对含氟废水的处理有着较好的效果。

活性氧化铝作为常规除氟剂对氟有很强的去除能力和选择性。在Peri 等人的模型中指出,表面干燥的氧化铝表面分两层包含氧离子与铝离子。其中第一层的氧离子与第二层铝离子相接,而含量为其的一半,因此,有一半的铝离子暴露在表面上;而第二层的氧离子数符合Al2O3的Al/O 比。脱水时,第二层上连接的相邻氢氧根离子脱去一分子的水。2/3的OH-被脱去后,残留一个OH- 和一个暴露的铝离子。该铝离子与三个氧离子相连,可以吸附水,氨,烃等多电子化合物 。因此,以活性氧化铝作为吸附剂可以用来吸附在水中存在的氟离子。[3]

其反应通式为:

[AlxOy(OH)z](OH)(3x-2y-z)+ (3x-2y-z)F-→[AlxOy(OH)z]F(3x-2y-z)↓+ (3x-2y-z)OH-

即F-,通过离散、紊流及分子扩散作用由水体迁移到边界层内,而后由分子扩散到颗粒表面及孔隙中去,并与活性氧化铝中的聚合铝发生沉淀反应,同时释放出等量的OH-使水的pH值上升。又因铝、氟化合物的性质与活性氧化铝本身的性质差异,使沉淀物与颗粒本身结合不够紧密,故易在强动力条件下脱落并进入水体,在除氟器中表现为部分脱落被滤床的过滤作用所拦截,使其大部仍留在滤床中。

活性氧化铝作吸附剂吸附过滤活性氧化铝系用氧化铝的水化物经400℃~600℃灼烧而成,或用一般的氧化铝投加碱性金属离子在400℃~500℃下燃烧成白色颗粒状多孔吸附剂。该法作用机理是:氟被吸附在吸附剂表面生成难溶氟化物,同时吸附剂上的SO42–可交换水中F-及HCO3ˉ等其他阴离子。吸附剂可放于滤池中,厚度一般采用700~1000mm,粒径0.5~2.5mm,过滤速度1.5~2.5m/n,承托层采用卵石,厚400~700mm,加酸调节原水pH 至5.5~6.5。采用小颗粒活性氧化铝(比表面积大)可以提高去氟效果,降低制水成本。当吸附剂除氟能力达不到标准时,可将硫酸铝配制成1%~2%的溶液,以0.6m/n 流速通过滤柱6~8min(需用量约为除氟量的60 倍)使其再生,之后重复使用。该法除氟能力强,为去除氟化物等多种无机离子的最佳技术。