地埋式一體化污水處理設(shè)備工作原理

利用半透膜分離水中的氟化物，它包括電滲析和反滲透兩種方法。而電滲析和反滲透主要用來海水、苦成水淡化處理，因此膜法處理的特點是除氟的同時，也去除水中其他離子，因此，只有同時要求去除水中多種離子時才采用，僅為去除水中的氟一般不大采用在含氟水中投加絮凝劑，在絮凝過程中吸附氟離子，通過沉淀和過濾而去除。主要絮凝劑為鋁鹽，包括硫酸鋁、氯化鋁和堿式氯化鋁等。沉淀法的優(yōu)點是：簡單方便，易推行應用；缺點是藥劑投加量大（高達100~300mg/L)，處理成本大，水中帶入硫酸根（SO）過多，使水有澀味，故處理效果欠佳。電凝聚法除氟原理與絮凝沉淀法類似，在電解槽中通過鋁離子的溶解生成絮體以吸附利用陰離子交換樹脂上的可交換陰離子，去交換水中的氟（F)離子，達到除氟目的。氟離子的選擇交換性較大，樹脂上的SO、CI-等陰離子很容易被水中的F交換下來而去除。特別是有鋁離子的整合胺基磷酸樹脂對氟離子有*的吸附和交換效果。離子交換法除氟過程中，同時交換吸附了水中其他的陰離子，使樹脂上用來除氟的容量大幅度減少，故離子交換法除氟
6.6地下水除氟設(shè)備設(shè)計
6.6.1地下水除氟的方法
除氟的要求是處理后水中的含氟量≤1.0mg/L。氟化物含量高的原水往往呈偏堿性，pH值常大于7.5。除

地埋式一體化污水處理設(shè)備工作原理

氟的方法大致可分為以下幾種：
1.吸附過濾法
含氟地下水通過濾層時，氟離子（F)被吸附在由吸附劑組成的濾層上（實際上是水中的陰離子F-交換了濾料上的其他陰離子而被吸附上去）。當具有吸附劑的濾料其吸附能力降到一定限值，出水中的含氟量接近或等于1mg/L時，則停止運行，用再生液對濾料進行再生，恢復濾料吸附劑的除氟能力，重新投入運行。以此往復地循環(huán)進行除氟。具有除氟能力的主要吸附劑為：活性氧化鋁、骨炭、活性炭和磷酸三鈣。常用的是活性氧化鋁和磷酸三鈣，目前普遍采用的主要是活性氧化鋁，是討論重點。
2.膜法
利用半透膜分離水中的氟化物，它包括電滲析和反滲透兩種方法。而電滲析和反滲透主要用來海水、苦咸水淡化處理，因此膜法處理的特點是除氟的同時，也去除水中其他離子，因此，只有同時要求去除水中多種離子時才采用，僅為去除水中的氟一般不大采用活性氧化鋁吸須他和后，失去了除氟交換能力，需用硫酸鋁溶液進行再生。因sSo子
)。用量遠大于除氟量，溶液濃度為1%~2%。再生反應為：
2RF+SO→R2 SO,+2F（6-142）
活性氧化鋁在除氟的過程中，同時吸附交換水中的重碳酸根HCO5、而地下水中HCO5的含量較高，遠大于F的含量，因此相當大的一部分交換容量用于HCO，使除ReSO,+HCO→RHCO,+SO（6-143）
2RHCO,+SO→R2 SO,+2HCO5
6.6.3影響活性氧化鋁除氟的因素
活性氧化鋁顆粒粒徑的大小，對除氟效果有密切關(guān)系，對吸附水中氟離子能力有明顯影響。顆粒粒徑越小，交換容量越大；顆粒粒徑越大，交換容量越小。從離子交換動力學來說，交換過程不僅受到離子濃度和選擇性的影響，同時受到離子從溶液進入交換基團之后，通過交換基團本身結(jié)構(gòu)擴散速度和距離的影響。粒徑小，離子交換的內(nèi)擴散距離短，擴散速度快，易交換，效果好。但粒徑越小，顆粒的強度越低，會影響其使用壽命，因此顆粒粒徑不能太小，一般粒徑以0.5~2mm之間為好。
2.原水的pH
pH對活性氧化鋁除氟有非常明顯的影響。在堿性條件下除氟較困難，故除氟在偏酸性條件下進行，pH值越低（pH<6.0條件下），活性氧化鋁除氟的吸附容量越高。通常情況下，地下水除氟的pH值在6~7之間?？梢奆的親和力（選擇性）大于R-SO，上的S0，因此除氟時水中的F一易把R-SO,交換下來，成為新的交換基團RF，要使活性氧化鋁恢復其除氟能力，則就要用5O再把RF上的F交換下來重新R2SO，，這就是再生，因SOf選擇性小于F，必須用硫酸鋁溶液對氧化鋁進行活化，使之轉(zhuǎn)化成硫酸鹽型，其反應式為：
（Al2O3），·2HOH+SOF→(Al2O)n·H2 SO,+20H (6-140)
R2S01
R2SO,+2F-→2RF+SO
活性氧化鋁吸氟飽和后，失去了除氟交換能力，需用硫酸鋁溶液進行再生。因SOF和力小于F，故Ale（SO,)3用量遠大于除氟量，溶液濃度為1%~2%。再生反應為：
2RF+SO-→R2 SO,+2F（6-142）活性氧化鋁在除氟的過程中，同時吸附交換水中的重碳酸根HCO、而地下水中O5的含量較高，遠大于F的含量，因此相當大的一部分交換容量用于HCO，使險
量大大減少。其交換和再生的反應式分別為：
R2SO,+HCO5→RHCO,+SO(6-143
2RHCO,+SO→R2 SO,+2HCO5(6-144
原水中一般均含有氯離子（CI-）和硫酸根離子（SO一）

但C1-的選擇性小于s0%和F廠，而活性氧化鋁中可交換離子也是S0，因此Cl-和SO濃度對活性氧化鋁的除氟能力無影響。在活性氧化鋁除氟過程中CIF略有減少，而SO在水中的含量有明顯增加，原因是水中的F交換了活性氧化鋁上的SO。
6.6.4除氟處理工藝
除氟設(shè)備分重力式和壓力式，根據(jù)實際情況采用；根據(jù)原水含氟量的大小，分為單級吸附交換除氟和二級串聯(lián)吸附交換除氟。
1.常用除氟工藝
常用的除氟處理工藝流程如圖6-39所示。一般指的是重力式除氟設(shè)備，故設(shè)清水池（調(diào)節(jié)用水量）和二級提升。在原水含氟量≤4mg/L時采用圖6-39的一級除氟，當含氟量>4mg/L時可二臺除氟設(shè)備串聯(lián)。圖中設(shè)空氣分離器目的為：去除水中的CO2（即2HCO5→2CO2個+H2O)。在進入除氟設(shè)備前把HCO，去除不使HCO5與ReSO,吸附交換，使吸附交換容量充分地用于除氟上，提高R2SO，的利用率。同時節(jié)省再生劑用量和延長工作周期。
含氟原水——室氣分離器’|除氟設(shè)備——清水池—二級——用水點
圖6-39常用除氟工藝流程示意圖
除氟水的pH值要求在6~7，如果需要降低原水的pH值，則在除氟設(shè)備之前實行降低pH值措施，圖6-39中虛線箭頭所示。
2.一級壓力除氟工藝
一級（單臺）壓力式除氟設(shè)備的工藝如圖6-40所示。是否需要實行降低pH值措施視具體情況而定。如進入壓力除氟設(shè)備前需去除CO2，則空氣分離器可采用脫氣塔（脫CO2），塔下設(shè)水池，水泵從水池抽水進入壓力式除氟設(shè)備。壓力式除氟系統(tǒng)，其除氟后的出水具有一定壓力，這部分能量（壓力）應盡可能利一用水點降低pH值水塔
圖6-40一級（單臺）壓力式除氟工藝流程示意圖
含氮原水—一級一仁縱除氛設(shè)備一仁級你氨試司一量水一仁級承站一至用水點
圖6-41二級串聯(lián)壓力式除氟設(shè)備工藝流程示意圖
4.再生工藝
再生系統(tǒng)的工藝流程如圖6-42所示。
除氟設(shè)備（濾池）達到飽和后，要使RF還原為R2SO，，即用Ale（SO,）a溶液對RF進行再生。再生前先用原水對除氟濾池進行反沖洗，反沖洗強度視濾料粒徑的大小而有所不同，一般采用12~16L（s·m2），沖洗時間10~15min，濾層膨脹率為30%~50%。然后把設(shè)備（濾池）內(nèi)的反沖洗水放完，進行再生。再生可分為以下兩種情況：
|低濃度溶液池|溶藥池|高濃度（2%）溶液池|除氟濾池|排至下水道
|原水（初反沖洗）|反沖洗泵|除氟水（終清洗）
圖6-42循環(huán)再生系統(tǒng)示意圖
（1）循環(huán)再生
循環(huán)再生是指先把上一次濃溶液再生后儲在低溶液池中的再生液對除氟濾料進行初步（次）再生，再生液自上而下流過濾層。再生濾速1~2.5m/h，再生時間2~3h，直到低容液池中的再生液全部用完，再生后的廢液排入下水道或另行處理。然后用配制好的濃度用