El flúor es un elemento no metálico que es halógeno y tiene una monovalencia negativa en el compuesto. Normalmente, el gas flúor es un gas venenoso de color amarillo verdoso claro, altamente inflamable e irritante. La reacción entre el gas flúor y el agua es compleja. Produce principalmente fluoruro de hidrógeno y oxígeno, así como pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno, difluoruro de oxígeno y ozono. También puede reemplazar otros elementos no metálicos en el compuesto. Puede reaccionar violentamente con todos los elementos metálicos y no metálicos para formar fluoruro y quemarse. Es extremadamente corrosivo y tóxico. Entre los métodos para desfluorar el agua potable en mi país, el método más utilizado es la filtración por adsorción. El adsorbente utilizado como material filtrante es principalmente alúmina activada.
La alúmina activada es un adsorbente poroso granular blanco con una gran superficie específica, que constituye un método más económico y eficaz para eliminar el fluoruro. La alúmina activada es una sustancia anfótera con un punto isoeléctrico de aproximadamente 9,5. Cuando el valor del pH del agua es inferior a 9,5, puede adsorber aniones y cuando es superior a 9,5, puede eliminar cationes.
Por tanto, la alúmina activada es un intercambiador aniónico en solución ácida y tiene una gran selectividad por el flúor.
1. La alúmina activada se puede activar con una solución de sulfato de aluminio antes de su uso para convertirla en forma de sulfato. La reacción es la siguiente:
(Al2O3)n·2H2O + SO4 →. (Al2O3)n ·H2SO4 + 2OH
2 La reacción durante la eliminación del flúor es:
(Al2O3)n·H2SO4 + 2F → (Al2O3)n·2HF + SO4
3. Después de que la alúmina activada pierde su capacidad de eliminar flúor, se puede regenerar con una solución de sulfato de aluminio al 1%-2%:
(Al2O3)n·2HF + SO4 → (Al2O3) n·H2SO4 + 2F
El peso de flúor que se puede adsorber por gramo de alúmina activada es generalmente de 1,2 a 4,5 mg, lo que depende de: la concentración de flúor del agua bruta, el valor del pH, el tamaño de las partículas de alúmina activada, etc. El agua subterránea de mi país contiene fluoruro en una amplia gama de áreas. El consumo prolongado de agua con alto contenido de fluoruro puede causar intoxicación crónica, especialmente daños graves a los dientes y huesos. En casos leves, la fluorosis dental puede provocar daños en el esmalte dental y pérdida prematura de los dientes, en casos graves, puede provocar dolores en huesos y articulaciones, incluso deformaciones óseas, agacharse, etc., y pérdida total de la capacidad de trabajo.
Por lo tanto, el daño del agua con alto contenido de fluoruro es grave. Los estándares de agua potable de mi país estipulan que el contenido de fluoruro no debe exceder 1 mg/L. 1. El equipo es de bajo costo, bajos costos operativos y fácil de administrar;
2 El material del filtro se regenera y se puede usar varias veces y tiene una larga vida útil;
3. El efecto de eliminación de fluoruro es bueno. Cuando la alúmina activada está en el rango de pH = 5 a 8, tiene un mejor efecto de eliminación de fluoruro, y cuando el valor de pH es 5,5, la capacidad de adsorción es mayor. Para reducir el consumo de ácido y reducir costos, nuestro país controla principalmente el pH entre 6,5 y 7,0, y el tiempo de contacto del dispositivo de defluoración debe ser superior a 15 minutos.
Después de que falla la alúmina activada y el contenido de flúor del efluente excede el estándar, el ciclo de operación finaliza y se requiere regeneración. Durante la regeneración, la columna de alúmina activada se lava primero a contracorriente durante 10 a 15 minutos con una tasa de expansión del 30 al 50% para eliminar los sólidos suspendidos en la capa filtrante.
La concentración y dosis de la solución de regeneración debe pasar la prueba. Generalmente es de 1 a 2% cuando se usa Al2 (SO4)2 para la regeneración y 1,0% cuando se usa NaOH. Después de la regeneración, lave a contracorriente con agua desfluorada durante 8 a 10 minutos y el tiempo de regeneración es de aproximadamente 1,0 a 1,5 horas. Cuando se utiliza una solución de NaOH, la capa de filtro regenerada es alcalina y debe convertirse en ácida para eliminar los iones F y otros aniones.