本發明專利技術公開了一種多級串聯的飲用水吸附除氟裝置以及使用該裝置進行吸附脫氟的方法，本發明專利技術的裝置采用多級串聯的吸附工藝，將吸附劑的有效吸附量提高1倍以上，系統的出水量提高1倍；采用加酸調節進水口pH值、柱出水與原水勾兌的操作方式，不僅可保證改性活性氧化鋁吸附劑運行在最優吸附工況下，得到穩定的出水pH值，而且可將吸附劑的有效吸附量提高3倍以上，系統的出水量提高3倍以上；采用鐵鹽改性活性氧化鋁顆粒，可避免在優化吸附工況運行時，鋁離子的溶出風險。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種多級串聯的飲用水吸附除氟裝置以及使用該裝置進行吸附脫氟的方法，本專利技術的裝置采用多級串聯的吸附工藝，將吸附劑的有效吸附量提高1倍以上，系統的出水量提高1倍；采用加酸調節進水口pH值、柱出水與原水勾兌的操作方式，不僅可保證改性活性氧化鋁吸附劑運行在最優吸附工況下，得到穩定的出水pH值，而且可將吸附劑的有效吸附量提高3倍以上，系統的出水量提高3倍以上；采用鐵鹽改性活性氧化鋁顆粒，可避免在優化吸附工況運行時，鋁離子的溶出風險。【專利說明】
本專利技術涉及一種多級串聯飲用水吸附除氟裝置以及使用該裝置進行吸附除氟的方法，屬于飲用水凈化
和吸附分離領域。
技術介紹
人體攝入適量的氟，對骨骼發育與牙齒健康有益。但攝入的氟過量，則會導致氟斑牙、氟骨病等病患發生，嚴重的甚至導致患者癱瘓。氟的攝入主要來源于飲用水，目前在國內外很多地區的飲用水源中，氟含量都超過健康標準，甚至超過健康標準十幾倍，因此對飲用水除氟存在很大需求。氟在飲用水中主要以氟離子形式存在。對水中氟的去除方法很多，但滿足于飲用水標準的安全、經濟、有效的除氟方法則首推吸附法。目前最常用的飲用水除氟工藝為活性氧化鋁吸附除氟，其典型工藝為顆粒活性氧化鋁吸附濾池。為避免吸附劑飽和再生階段導致出水中斷，常規吸附除氟過程多設置多柱吸附一解吸交替運行(見圖1)。改進流程為多柱并聯流程可提供更多的出水流量及更高的吸附柱利用效率(見圖2)。為促進吸附劑的吸附效果，顆粒活性氧化鋁往往用硫酸鋁溶液浸泡改性。活性氧化鋁吸附劑在偏酸性條件下吸附容量較大、吸附速率較快，為使吸附操作運行在優化吸附工況下，一般在吸附裝置的進水段加酸調節進水pH值。目前工藝存在以下不足:由于采用硫酸鋁改性活性氧化鋁吸附劑，而且該吸附劑在偏酸性優化吸附條件下工作，很容易將吸附劑表面的鋁離子溶出到水體中，造成水體鋁離子超標，而鋁離子對人體有慢性神經毒害作用。由于自來水的出水氟濃度必須滿足飲用水標準，氟濃度要求小于lmg/L，在前述常規濾池吸附工藝中，為保證出水氟濃度小于Img/L，由于平衡濃度對應吸附量的限制，吸附劑的吸附量較低。
技術實現思路
為克服現有除氟工藝的以上不足，本專利技術采用多級串聯式吸附除氟工藝，以及進水加酸、出水勾兌方法，提高吸附裝置的出水量；并且采用鐵鹽改性顆粒活性氧化鋁吸附劑，保證在優化吸附條件下，出水的各項指標滿足飲用水標準。為了實現本專利技術的目的，擬采用如下技術方案: 本專利技術一方面涉及一種飲用水除氟的吸附過濾裝置，其特征在于包括如下部件: 1)多柱串聯連接的吸附過濾系統，所述的串聯級數為2及2以上，優選為2到5級；所述的吸附柱中裝載有鐵鹽改性顆粒吸附劑； 2)吸附過濾系統的進水口包括進水管和加酸調節管； 3)吸附過濾系統的出水口與原水水管相連，出水管上設有氟含量檢測裝置。在本專利技術的一個優選實施方式中，其中所述的吸附劑是粒徑0.5-3.0mm的活性氧化招。在本專利技術的一個優選實施方式中，其中所述的鐵鹽為硫酸鐵和/或聚合硫酸鐵。在本專利技術的一個【具體實施方式】中，所述的鐵鹽改性顆粒吸附劑的制備方法如下:將顆粒活性填入裝置后，用清水過濾沖洗濾料后，用聚合硫酸鐵和/或硫酸鐵水溶液循環過濾，然后排掉鐵鹽溶液，用清水沖洗濾料，得到鐵鹽改性吸附劑。在本專利技術的一個優選實施方式中，所述的過濾裝置還包括吸附柱再生系統。本專利技術另一方面還涉及使用上述飲用水除氟的吸附過濾裝置進行飲用水除氟的方法，其特征在于包括如下步驟:調節進水管和加酸調節管的流量，調節進水的PH值為5.0-7.0;根據出水管上的氟含量檢測裝置的檢測結果，調節原水與出水的勾兌比例，原水/柱出水勾兌比值范圍為0.0至5.0。在本專利技術的一個優選實施方式中，其特征在于當出水管上的氟含量檢測裝置的檢測結果達到飲用水標準中氟含量的上限時，將第I級吸附柱載入再生系統進行再生，將已經再生的備用吸附柱串聯到吸附過濾系統的最后一級，并將進水口調整到第2級吸附柱上，繼續運行裝置直到出水管上的氟含量檢測裝置的檢測結果達到飲用水標準中氟含量的上限，重復上述吸附柱的再生操作。在本專利技術的一個優選實施方式中，其特征在于所述的方法還包括檢測出水的鐵含量和/或鋁含量的步驟。在本專利技術的一個優選實施方式中，其特征在于所述方法的吸附過濾速度為每小時2.0-8.0倍床體積。在本專利技術中，多柱串聯飲用水吸附除氟系統總體流程圖如圖4，高氟原水通過加酸調節，將吸附柱進水調節到優化的PH范圍，本專利技術的優化進水pH范圍為5.0-7.0。在本專利技術的一個優選實施方式`中，將以三柱串聯工藝為例說明，其示意流程如圖3。進水順次通過改性活性氧化鋁吸附柱A、B、C。根據吸附柱C的出水氟濃度與高氟進水的氟濃度比值r，調節高氟原水與C柱出水的勾兌比例R，使系統出水滿足飲用水標準。勾兌比例R隨高氟進水的氟濃度變化，當高氟進水濃度范圍在1.2-10.0 mg/L時，勾兌比例R取值范圍5.0-0.0。當C柱出水氟濃度達到飲用水標準上限時，將A柱切換為解吸一再生模式；進水切換到B柱，并將C柱出水切換到新解吸再生的吸附柱D，D柱出水與原水勾兌后作為系統出水。以上A、B、C、D柱交替吸附飽和-解吸再生循環，再生后的吸附柱作為新吸附柱使用。所采用的吸附劑為金屬鹽改性顆粒活性氧化鋁吸附劑，特別是采用鐵鹽改性的顆粒活性氧化鋁吸附劑，顆粒直徑0.5-3.0mm。本專利技術的工藝條件如下:根據高氟進水氟濃度不同，串聯吸附柱個數以2-4個為佳，吸附過濾速度2.0-8.0倍/h;采用鐵鹽改性顆粒活性氧化鋁吸附劑，顆粒粒徑0.5-3.0mm ;高氟原水加酸調節進水pH值5.0-7.0;原水與吸附柱出水的勾兌比例5.0-0.0 ο本專利技術的吸附除氟裝置和吸附除氟方法至少具有以下優點中的一個或者全部: 1、采用多級串聯吸附除氟工藝，大大提高吸附劑的吸附效率，吸附劑的累積吸附量提高I倍以上； 2、采用進水加酸調節、出水與原水勾兌方式，提高吸附劑的累積吸附量3倍以上，并使單個吸附-再生循環出水量提高3倍以上； 3、采用鐵鹽改性顆粒活性氧化鋁吸附劑，保障在進水pH值較低的優化吸附條件下，出水符合飲用水標準。【專利附圖】【附圖說明】圖1:雙柱交替吸附-解吸示意圖； 圖2:三柱并聯吸附-解吸示意圖； 圖3:二柱串聯吸附_解吸不意圖； 圖4:完整工藝流程圖； 圖5:三柱式吸附的穿透體積提高； 圖6:調節進水pH值的穿透體積提高。【具體實施方式】實施例1 將顆粒活性氧化鋁裝填入裝置后，用3倍體積清水一次過濾沖洗濾料后，改用2倍體積2%聚合硫酸鐵水溶液循環過濾0.5h，然后排掉鐵鹽溶液，用5倍體積清水沖洗濾料，得到鐵鹽改性吸附劑。采用三柱串聯工藝流程，在進水含氟量5.0mg/L，進水pH=7.5，濾速2.0倍/h條件下，與單柱吸附比較，三柱串聯吸附的平均單柱出水量增加I倍(見圖5)，達標出水為640倍柱體積。出水招離子最高濃度0.04mg/L,鐵離子未檢出，均低于飲用水標準0.20mg/L限值，出水pH=7.3，水質符合國家飲用水衛生標準。實施例2 與實施例1相同的吸附劑，采用單柱運行，進水加酸調節PH值方式，在進水含氟量5.0mg/L,進水pH=6.2,濾速1.8倍/h條件下,與未調節p本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種飲用水除氟的吸附過濾裝置，其特征在于包括如下部件：1)多柱串聯連接的吸附過濾系統，所述的串聯級數為2及2以上，優選為2到5級；所述的吸附柱中裝載有鐵鹽改性顆粒吸附劑；2)吸附過濾系統的進水口包括進水管和加酸調節管；3）吸附過濾系統的出水口與原水水管相連，出水管上設有氟含量檢測裝置。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁文明，程安國，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：
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