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活性氧化鋁除氟原理

發布時間:2019-11-13 點擊數:502

      活性氧化鋁是一種多孔性吸附劑,其具有機械強度、物化穩定性、耐高溫及抗腐蝕性能。它對含氟廢水的處理有著較好的效果。

活性氧化鋁作為常規除氟劑對氟有很強的去除能力和選擇性。在Peri 等人的模型中指出,表面干燥的氧化鋁表面分兩層包含氧離子與鋁離子。其中第一層的氧離子與第二層鋁離子相接,而含量為其的一半,因此,有一半的鋁離子暴露在表面上;而第二層的氧離子數符合Al2O3的Al/O 比。脫水時,第二層上連接的相鄰氫氧根離子脫去一分子的水。2/3的OH-被脫去后,殘留一個OH- 和一個暴露的鋁離子。該鋁離子與三個氧離子相連,可以吸附水,氨,烴等多電子化合物 。因此,以活性氧化鋁作為吸附劑可以用來吸附在水中存在的氟離子。[3]

其反應通式為:

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

即F-,通過離散、紊流及分子擴散作用由水體遷移到邊界層內,而后由分子擴散到顆粒表面及孔隙中去,并與活性氧化鋁中的聚合鋁發生沉淀反應,同時釋放出等量的OH-使水的pH值上升。又因鋁、氟化合物的性質與活性氧化鋁本身的性質差異,使沉淀物與顆粒本身結合不夠緊密,故易在強動力條件下脫落并進入水體,在除氟器中表現為部分脫落被濾床的過濾作用所攔截,使其大部仍留在濾床中。

活性氧化鋁作吸附劑吸附過濾活性氧化鋁系用氧化鋁的水化物經400℃~600℃灼燒而成,或用一般的氧化鋁投加堿性金屬離子在400℃~500℃下燃燒成白色顆粒狀多孔吸附劑。該法作用機理是:氟被吸附在吸附劑表面生成難溶氟化物,同時吸附劑上的SO42–可交換水中F-及HCO3ˉ等其他陰離子。吸附劑可放于濾池中,厚度一般采用700~1000mm,粒徑0.5~2.5mm,過濾速度1.5~2.5m/n,承托層采用卵石,厚400~700mm,加酸調節原水pH 至5.5~6.5。采用小顆?;钚匝趸X(比表面積大)可以提高去氟效果,降低制水成本。當吸附劑除氟能力達不到標準時,可將硫酸鋁配制成1%~2%的溶液,以0.6m/n 流速通過濾柱6~8min(需用量約為除氟量的60 倍)使其再生,之后重復使用。該法除氟能力強,為去除氟化物等多種無機離子的最佳技術。

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