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新型高效硅鋁鹽除氟材料

新型高效硅鋁鹽除氟材料在常規(guī)材料基礎(chǔ)上取得了幾項(xiàng)重大突破，除氟容量大幅增加，遠(yuǎn)超常規(guī)材料;再生重復(fù)性好;同時(shí)創(chuàng)新性改進(jìn)使得濾料可同時(shí)使用多種再生方法，并能在各種再生方法之間因地制宜靈活切換。目前本除氟材料在河北、山東、山西、安徽、內(nèi)蒙古等地的應(yīng)用都體現(xiàn)了非常**的除氟效果并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，同時(shí)產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國外，得到國外同行的一致認(rèn)可。

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新型高效硅鋁鹽除氟材料

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產(chǎn)品描述

　　(一)理化指標(biāo)

　　成分: 天然礦物質(zhì)

　　形態(tài): 固體顆粒

　　顏色: 灰白色

　　溶解性: 不溶于水

　　堆密度: 1.33 g/ml

　　規(guī)格: 0.5mm~1.5mm

　　(三) 毒理指標(biāo)

　　毒性: 無毒

　　皮膚接觸: 對皮膚無刺激性

　　眼睛接觸: 對眼睛無刺激性

　　(四) 表面微觀形態(tài)

　　硅鋁鹽濾料的電子掃描電鏡觀察見圖2。圖中可以看出，濾料表面比較光滑，表面分布著不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)，以微孔和介孔結(jié)構(gòu)為主，周圍分布了少數(shù)大孔結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜的孔狀結(jié)構(gòu)為材料進(jìn)行多種吸附方式提供了條件，是除氟容量高的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。而沸石表面主要分布著均勻的微孔結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生超孔效應(yīng)的特點(diǎn)，加上特殊的分子結(jié)構(gòu)而形成較大靜電引力，因此沸石除氟主要依靠表面較大的比表面積?；钚匝趸X表面主要是大孔結(jié)構(gòu)，由于氟離子在大孔隙內(nèi)的傳質(zhì)系數(shù)很低，所以其對除氟能力的貢獻(xiàn)較小?？梢姽桎X鹽的表面結(jié)構(gòu)與二者相比，有利于提高吸附能力。

　　圖2 硅鋁鹽的掃描電鏡圖(放大30000倍)

　　(五)除氟機(jī)理

　　高氟水與硅鋁鹽接觸后，濾料表面發(fā)生吸附過濾和離子交換雙重反應(yīng)，水中的氟離子吸附于濾料上以及氟離子與濾料表面的OH-離子發(fā)生交換，通過雙效的物化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)除氟的目的。

　　圖3 除氟機(jī)理圖

　　(六)除氟容量

　　硅鋁鹽除氟容量約為1-4 mg/g，超過目前的常規(guī)濾料。除氟容量隨著原水氟濃度、當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)及水溫等因素的變化而變化。

　　(七)常見除氟濾料性能比較

　　硅鋁鹽濾料與常規(guī)濾料在同等條件下，處理含氟水體積的比較。試驗(yàn)所用含氟水為高氟地區(qū)地下水，能真實(shí)反映出設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中的性能表現(xiàn)，避免小試結(jié)果與現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行不相符的情況。硅鋁鹽濾料性能明顯優(yōu)于常規(guī)濾料。硅鋁鹽濾料處理含氟水的體積是活性氧化鋁的1.57-1.69倍，活化沸石分子篩的11.7-12.9倍.

　　(八)技術(shù)優(yōu)勢

　　Ø除氟容量高，填充量遠(yuǎn)小于活性氧化鋁跟沸石分子篩的濾料，即可達(dá)到相同除氟效果，節(jié)省設(shè)備投資成本。

　　Ø接觸時(shí)間短，相比傳統(tǒng)濾料可大大減少設(shè)備體積。

　　Ø安全性高，在使用過程中無任何有毒有害物質(zhì)溶出。

　　Ø除氟效率高，使用前期水中氟離子可完全被去除。因此可采取原水與處理后的水混合使用的方法，進(jìn)一步保護(hù)濾料延長使用周期，降低運(yùn)行成本。

　　Ø水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，在惡劣水質(zhì)情況下，也可以保持較高的除氟容量。

　　Ø再生成本低，多種再生方式可實(shí)現(xiàn)無縫切換，因地制宜，方式靈活，簡單易行。

　　目前國內(nèi)主要降氟方法及優(yōu)缺點(diǎn)見下表：

除氟方法	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
陰樹脂離子交換法	去除水中的陰離子能量很大	1.氟去除率非常低 2.價(jià)格昂貴，再生極其復(fù)雜，很難管理
活性炭吸附法	活性炭具有特別大的比表面積，吸附容量較大	無法再生，吸附飽和后，只能廢棄。高運(yùn)行成本一般接受不了。
活性氧化鋁吸附法	21世紀(jì)前認(rèn)為活性氧化鋁是應(yīng)用廣泛的降氟方法	1.連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短，很容易出現(xiàn)假疲勞 2.需用酸堿調(diào)節(jié)進(jìn)出水的PH值才能正常使用。 3.濾料易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，使布水與集水不均勻，嚴(yán)重影響使用壽命 4.懼怕水中共存磷酸鹽，因?yàn)榱着c鋁結(jié)合非常牢固，無法洗脫，高效硅鋁鹽天然濾料的表面積一旦被磷酸鹽占據(jù)，除氟功能即告完結(jié) 5.出水有鋁離子超標(biāo)的可能性，長期廢鋁離子含量超過0.075mg/Ｌ的水，就可以造成大腦老化，引起癡呆癥、腦中風(fēng)等 6.再生時(shí)間長，再生復(fù)雜，管理復(fù)雜
骨碳（羥基磷酸鈣）吸附法	對氟的吸附量很大	1.材料價(jià)格高 2.強(qiáng)度差，易破碎 3.運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜，管理難度非常高，尤其是再生時(shí)，再生液濃度控制不好，既造成材料破碎失效 4.出水有腥臭味兒，口感很差，有氨氮超標(biāo)的可能性
高效硅鋁鹽天然濾料吸附法	1. 具有特別大的比表面積，吸附容量較大 2. 除氟徹底，出水質(zhì)量很好 3. 再生方法簡單，管理簡單 4. 濾料易永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象 5. 出水無鋁離子超標(biāo)的可能性 6. 濾料壽命長達(dá)10年以上，	不能同時(shí)處理鐵、錳、氟共存的原水，若處理此種原水，需先將鐵錳去除至生活廢水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006標(biāo)準(zhǔn)含量，再進(jìn)行除氟。
電滲析法	除氟徹底，出水質(zhì)量很好，可自動(dòng)化操作，管理容易。	1.投資高， 2.運(yùn)行成本太高
反滲透法	除氟比電滲析更徹底，出水質(zhì)量更好，可自動(dòng)化操作，管理容易。	1.投資高， 2.運(yùn)行成本太高 3.平均產(chǎn)水率低，每凈化一噸水，要廢棄一噸水