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饮用水中氟离子去除的技术应用-v2-20150601

饮用水中氟离子去除的技术应用

鲁锋

3M中国有限公司（200233）

前言

氟（F）是地球上分布最广泛的元素之一，也是人体必需的微量元素。适量的氟对人体健康起着重要作用，当人体内氟含量过低时，会出现龋齿，但摄取过量的氟，易引起氟斑牙，对人体器官、神经系统造成损害，严重者会出现骨骼变形，关节僵硬、行走困难等症状。

我国卫生部颁布的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定，氟化物的限值指标为1.0mg/L。在水体中，当氟含量大于1.2mg/L时，称为高氟水。高氟地下水在我国分布广泛，在不同程度上影响水质的合格与稳定。因此，有效控制和消除饮用水中氟的污染，对改善生活用水品质，减少区域性疾病有着重要意义。目前，国内外除氟方法主要有吸附法、膜分离法、沉淀法和离子交换法等。

1.常见除氟方法

1.1 吸附法

吸附法主要是将含氟水通过装有吸附剂的容器，氟化物被吸附剂截留在吸附剂上，从而达到去除目的。吸附法是目前饮用水除氟应用最广泛的方法，吸附剂的特性是决定除氟效能和成本的重要因素。常用的吸附剂包括改性活性炭、骨炭、活性氧化物、沸石等。不同PH值对吸附剂的效能产生影响，例如活性氧化铝去除氟的最佳PH范围是4.5～6。利用上述吸附剂可将10mg/L以下的含氟水处理至1.0mg/L以下，达到饮用水卫生标准。1.2膜分离法

膜分离法是近年来应用推广迅速的一项高效分离技术，具有选择透过性的膜，可以使水中某些物质通过，而另一些物质不能通过，达到分离去除的目的。常用的膜分离法包括反渗透和纳滤。有实验表明，对浓度为58.5mg/L含氟水，采用反渗透膜法过滤氟离子，可达到滤后水含氟低于1.0mg/L的水平，同时，反渗透还能对水中的有机物、细菌、病毒和盐类物质进行分离，具有分离效率高、结构简单和易于控制等特点。

1.3沉淀法

沉淀法适宜处理高浓度含氟废水，通过投加混凝剂、助凝剂和石灰石，使氟离子形成难溶性氟化物沉淀，再通过重力沉降固液分离的方法达到除氟的目的。常用的助凝剂是聚丙烯酰胺（PAM），通过吸附和架桥作用，使含氟沉淀更好地从水中分离出来。但PAM有剧毒，适合含氟废水处理，在饮用水处理中受到限制，同时，较高的初始投资成本及占地空间要求，也是制约该技术发展的因素之一。

1.4离子交换法

离子交换法是将含氟废水通过离子交换树脂，氟离子与树脂携带的功能团发生置换反应，氟离子被截留在树脂上，从而达到去除氟离子的目的。常用的树脂为阴离子交换树脂，由于水中含有其他阴离子，例如SO42-、NO3-及Cl-，阴离子交换树脂对氟离子的选择交换能力较低，影响了去除氟的效果。同时，离子交换法需要定期进行再生冲洗，所需的再生化学药剂和排放废水，易产生环境的二次污染。

2.3M SGLP调配水过滤系统对氟离子的去除

3M净水过滤系统在商用领域，例如办公楼宇、餐饮连锁、学校医院等公共场所，拥有数十年的成熟应用经验，产品融合了无纺纤维技术、医疗级除菌膜技术、专利打褶皱及烧结活性炭等先进技术，赋予净水过滤系统高精度、高效率、大流量等特点，有效提升客户用水品质。其中，SGLP系列调配水过滤系统，集成采用吸附法和膜过滤法，不但可去除水中颗粒杂质、VOC、重金属和细菌等，同时对水中的氟离子也拥有极高的去除效率。

3M SGLP调配水过滤系统

2.1特点特征与优势

3M SGLP调配水系统，创新设置了混合调节功能，集成微滤和反渗透技术，去除水中污染物的同时，使客户可以根据实际需要得到不同水质的饮用净水。

SGLP 调配水过滤系统集成采用吸附法和膜过滤法，通过组合活性炭和反渗透膜，高效去除水中的氟化物污染，使出水水质达到安全标准。3M 专利的烧结活性炭技术，通过烧结将活性炭粉末聚合成为致密的活性炭棒，具有气孔空隙少，孔径分布均匀，水通量大的优点。活性炭比表面积大、孔隙结构发达的特点，对水中余氯、异味、色度及挥发性酚有极强的吸附去除效果，有效减少对反渗透膜元件的侵蚀，改善水质口感，提高用水品质。

SGLP 创新设置混合调配功能，可根据实际需要调节不同的出水品质。对于经过反渗透膜元件后，水质溶解性总固体（TDS ）含量过低，易导致设备感测失灵，口感不佳等问题，SGLP 系统的调配混合功能，可供客户进行精确调整至适当的范围，在保证水质安全的同时，提高设备运行稳定性和饮用口感舒适度。

2.2 应用案例分析

美国某品牌餐饮连锁在国内的一家连锁餐厅，采用地下水为水源，经水过滤系统过滤后，供应餐厅的饮料机、开水机和蒸箱使用。由于地下水中氟离子超标，浓度达到生活饮用水卫生标准GB5749-2006限值的1.5倍，属于高氟水。现有水过滤系统无法有效去除水中氟离子。采用3M SGLP 调配水系统对原过滤系统进行升级改造。通过在线取样分析，经过SGLP 过滤后水中氟的含量远小于滤前含量，优于国家标准，满足该客户的用水品质要求。

滤前测试值一滤前测试值二滤前测试值三国标GB5749-2006国标GB5749-2006国标GB5749-2006滤后测试值一

滤后测试值二滤后测试值三00.2

0.4

0.6

0.8

1.2

1.4

1.6

1.8

123滤前滤后氟含量值对比（mg/L ）

3.结语及展望

随着我国经济的持续发展，地表水及地下水受污染程度逐年增多，环境保护呼声日益高涨，水处理技术正朝着可持续的绿色方向发展，因此，高效节能、经济有效的除氟技术将是饮用水除氟研究和应用的重要课题。

3M净水过滤系统在持续关注饮水健康品质的同时，有效解决困扰人们的氟污染，为客户提供了可靠的解决方案参考。

作者简介:

1.鲁锋（1979.07），男，环境工程专业，就读于武汉理工大学资源与环境工程学院及同济大学环境科学与工程

学院。毕业后从事水处理工程及过滤产品技术服务工作，现就职于3M中国有限公司，资深应用技术工程师。

电子邮箱：fflu@https://www.wendangku.net/doc/a114875372.html,