фтор вода сорбция фильтрование

Для дефторирования воды используют ряд методов, которые можно объединить в две группы.

Метод сорбции фтора осадком гидроксида алюминия или магния, а также фосфата кальция целесообразно применять при обработке поверхностных вод, когда кроме обесфторивания требуются еще осветление и обесцвечивание. Вместе с тем этот метод может найти применение для обработки подземных вод при необходимости их одновременного умягчения (реагентным методом) и обесфторивания (рис. 16.5).

Метод фильтрования воды через фторселективные материалы основан на обменной адсорбции ионов, при которой фтор удаляется в процессе пропуска обрабатываемой воды через сорбент. Этот метод наиболее эффективен при обесфторивании подземных вод, как правило, не нуждающихся в других видах кондиционирования, или в тех случаях, когда одновременно с обесфториванием производят еще и опреснение (рис. 16.6).

Обесфторивание воды гидроксидом магния, который образуется в магнийсодержащей воде в присутствии извести, позволяет снизить содержание в воде и магния. Остаточное содержание фтора в воде после ее известкования Фост можно определить по формуле Скотта

где ФИсх — содержание фтора в исходной воде, мг/л; (Mg) — количество магния, удаленного из воды при ее известковании, мг/л.

Рис. 16.5. Технологическая схема дефторирования воды свежеобразованным гидроксидом магния (а) и солями алюминия (б).

1 , 9 — подача исходной и отвод обесфторенной воды, 2 — ввод палочного реагента, 3 — смеситель, 4 — ввод солей магния, 5 — осветлитель со взвешенным осадком; 6 — фильтр; 7 — ввод хлора; 8 — резервуар чистой воды, 10 — подача кислоты; 11 — подача алюмосодержащего коагулянта; 12 — подача щелочного реагента

Рис. 16.6. Технологическая схема дефторнрования воды фильтрованием через модифицированную загрузку.

1 — насос подачи исходной воды; 2 — промежуточная емкость; 3 — скорый фильтр или К.О3; 5 — промывной насос, бак; 6 — бак регенерационного раствора; 7 — резервуар обесфторенной воды; 8 — подача обесфторенной воды потребителю

Для снижения содержания фтора в воде на 1 мг требуется 50 .60 мг магния или 100 .150 мг Mg(OH)2. При недостатке магния в исходной воде для повышения эффекта обесфторивания в нее вводят сульфат или хлорид магния. При избытке магния образующийся в результате взаимодействия гидроксида магния с фтором фторид магния переходит затем в малорастворимый оксифторид магния.

Исследования, выполненные в МГСУ, показали, что процесс сорбции фтора свежеобразованным гидроксидом магния при рН>9,5 протекает быстро и интенсивно, практически не зависит от температуры и заканчивается за 8 .12 мин, сорбционная способность гидроксида магния может быть использована более полно путем пропуска обрабатываемой воды через его взвешенный слой. Отличительной особенностью осадка гидроксида магния является чрезвычайная легкость. Поэтому скорость вое ходящего движен ия воды в осветлителях должна быть 0,2 .0,3 мм/с. При этом концентрация взвешенных веществ слое взвешенного осадка составит 1,6 . 2 г/л. Высота ело осадка принимается 2 . 2,5 м. Время пребывания воды в ело контактного осадка не менее 1 ч. В этом случае расход магния на удаление 1 мг фтора значительно меньше — около 30 мг для ориентировочных расчетов расход солей магния на обесфторивание воды осаждением гидроксида магния с использованием его сорбционной способности во взвешенном слое следует принимать равным 2 мг-экв на 1 мг удаляемого из воды фтор при его содержании в воде до 7 мг/л. В связи с тем, что процесс является сорбционным, с увеличением начальной концентрации фтора в воде удельный расход магния на обесфторивание будет уменьшаться. При недостатке в природных водах солей магния необходимое их количество для обесфторивания может быть подсчитано по формуле, предложенной В. А. Клячко