水处理除氟的方法都有哪些

【专家解说】：目前国内外水处理除氟的方法主要有：化学法、吸附法、离子交换法、电化学法和反渗透法等。
1.化学法
化学处理方法又包括混凝沉淀法和钙盐沉淀法等。混凝沉淀法除氟的原理为：当混凝剂溶于水时，会迅速水解，生成的不溶沉淀物将氟离子吸附，共同沉淀从而去除水中的氟离子。当前应用较广的混凝剂主要是铝盐（明矾、氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝）。
钙盐沉淀法主要采用钙盐（氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、石灰等）与水中的氟离子形成沉淀来除氟。氧化钙投加到水中，与水中氟离子形成氟化钙沉淀，然后通过过滤或沉降等方法，使沉淀物与水分离，达到除氟目的。受氟化钙溶解度的影响，该方法不易达到饮用水标准，主要用于含氟较高的工业水处理。石灰和氢氧化钙除氟机理是与水中的Ca、Mg无机盐反应生成大量的Mg(OH)2和CaCO3沉淀。Mg(OH)2沉淀表面经一级交换吸附共沉淀而使氟离子浓度降低，同时CaCO3沉淀亦有少量除氟作用。在石灰苏打软化过程中也可达到一定的除氟效果，被软化水中去除的氟量与溶液中的镁的含量有关。
2.吸附法
用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、活化沸石、活性氧化镁、骨炭等，近年来还报道了氟吸附容量较高的羟基磷石灰、氧化锆树脂等。利用这些吸附剂可将氟浓度为10mg/L的含氟水处理到1.0mg/L以下，达到饮用水标准。
活性氧化铝是美国公认的六种除氟方法的一种，在我国的研究和使用也较早。作为传统的除氟剂，具有吸附容量大、技术成熟等优点，适用于进行大规模的除氟处理，可用做水厂集中除氟使用。
沸石作为一种天然矿石，无毒无害，来源广泛，价格低廉，是三维无限结构的含水碱金属和碱土金属的结晶铝硅酸盐，其主要特点是具有吸水性和失水性，并具有离子交换反应性能而不引起结构多大变化的性质。活化和再生方法简单，不需要掌握特殊的技术，虽初次投资较大，但有越用越好的趋势，适合长期使用。
国内目前应用骨炭除氟的数量仅次于活性氧化铝。除氟机理是氟与水中的Ca2+生成CaF2被羟基磷酸钙所吸收，从而达到除氟的目的。M.J.Larsen等人用磷酸氢钙处理含氟水使其达到氟磷灰石过饱和状态，加骨炭和羟基磷灰石作为晶种的两步共沉淀除氟方法，除氟容量随原水含氟量的增加而增加，而除氟效率则随原水含氟量的增加而降低。
3.离子交换法
离子交换法主要采用离子交换树脂、磺化烟煤、锯屑等，利用离子交换作用达到除氟的目的。常用的除氟树脂有氨基膦酸树脂、聚酰胺树脂、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂等。吸附饱和后可用再生剂再生、反复使用。但当水中共存有其他阴离子时，受交换顺序的影响，除氟效果也会相应受到影响。阴离子交换树脂对地下水主要阴离子的吸附交换次序为：SO42->NO3->Cl->F-。
4.电化学法
电化学法主要分为电渗析法、电凝聚法与电吸附法等。电渗析法是利用膜分离技术，在直流电场作用下，溶液中可溶性离子迁移，通过选择透过性离子交换膜得到分离，使水中的一部分离子迁移到另一部分水中，水的含盐量降低，氟化物含量也相应降低。
电凝聚法是近年来我国开发的一种新型饮用水除氟技术。其原理是利用电解铝过程生成的氢氧化铝凝聚作用除氟。
电吸附是一种不涉及电子得失的非法拉第过程，所需电流仅用于电吸附电极溶液界面的双电层充电，因此电吸附本质是一个低电耗的过程。
5.反渗透法
反渗透法是将含盐水加压超过渗透压以上，供给反渗透膜元件，盐水中的水分子便通过反渗透膜，在另一侧便可得到淡水。这是各种淡水化方法中理论上最为节省能耗的方法。全世界采用不同技术建立的生产能力大于100m3/d的脱盐淡化工厂中，反渗透法占55%。在国外已成功的大规模应用于苦咸水淡化、海水淡化和超纯水制备等方面。它可以十分有效、可靠地实现高氟苦咸水除氟除盐的双重目的。