用活性氧化铝去除饮用水中超量的氟,使之符合我国“生活饮用水卫生标准”规定的含氟要求,在各种除氟方法中,是一种行之有效、经济实用的处理方法。本文拟根据本人多年在协助地方进行改水防氟工作中的体会, 针对我国高氟水多分布于广大农村和山区的特点, 就活性氧化铝除氟装置设计五大要素加以叙述, 以供参考。
一、活性氧化铝的吸附交换容量:
活性氧化铝的吸附交换容量, 表示活性氧化铝对水中氟离子吸附交换的能力。一般以每克活性氧化铝吸附交水中的氟离子毫克数(mgF-/g活性氧化铝) , 或以每立方米活性氧化铝吸附交换水中的氟离子克数( gF-/m3活性氧化铝) 表示。
活性氧化铝的吸附交换容量受原水含氟量高低、原水pH值和碱度、过滤接触时间、活性氧化铝滤料粒径及再生情况等条件影响。根据我国的具体情况, 结合广大村镇对除氟装置的管理水平, 在设计中采用活性氧化铝的除氟容量Ew=1.0~2.0mg/g(Ev=800~1000g/m3)作为其设计工作交换容是稳妥的。
二、活性氧化铝滤料粒径:
在实际使用中,认为活性氧化铝滤料的粒径级配以0.5~3.0毫米为宜,滤料不均匀系数K≤2。粒径过大, 财一定量的滤料表面积太小,影响吸附交换容量;粒径过小,虽可提高滤料表面积,增加吸附交换容量,但在操作过程中易磨摄破碎,损耗较大。
三、活性氧化铝滤料层厚度:
活性氧化铝除氟剂滤料层的厚度h,应根据算出的滤料体积犷VL和选定的除氟器直径D决定,一般采用h=700~1000mm。h过小影响过滤接触时间, 过滤时水流也容易短路, 过大则要增加水头损失, 加大反冲洗强度, 浪费能源。
四、活性氧化铝过滤接触时间:
过滤时, 原水与活性氧化铝除氟剂滤料的接触时间长短, 对滤料的交换容量影响很大, 接触时间越长, 其吸附交换容量越大。接触时间一般以20~30min为宜, 滤层厚度h=700~1000mm时, 则滤速v=1.5~2.5m/h。
五、活性氧化铝除氟装置工作周期:
除氟装置的工作周期T, 包括除氟器的纯吸附交换时间T1和再生时间T2。
T=T1+T2(h)
式中: T—除氟装置的工作周期(h);
T1—除氟器的纯吸附交换时间(h);
T2—滤料再生时间(h)。
T1在其他参数一定的情况下, 决定于活性氧化铝滤料的装填量。在滤料装填量确定后,即可根据吸附交换物料平衡关系式求得。但有时先确定T1, 由T1计算滤料的装填量, 从而计算除氟器容积。设计中, T1可采用10天左右时间, 即T1=240小时左右, 或更长时间, 但T1长, 则滤料装填体积大。
T2包括再生、冲洗及阀门操作等时间,一般为6~8h。
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