Меню Рубрики

Установки для фторирования воды

Технология фторирования воды

Гигиенические нормативы содержания фторид-ионов б хозяйственно-питьевой воде

Исходя из данных экспериментальных исследований и материалов, полученных при изучении влияния воды с различной концентрацией фторид-ионов, Р. Д. Габович в 1952 г. предложил пользоваться следующей классификацией качества питьевой воды по содержанию фторид-ионов:

1) до 0,3 мг/л — очень низкая концентрация фторид-ионов; пораженность населения кариесом в 3—4 раза выше, чемпри оптимальной концентрации, флюороз в слабой форме наблюдается у 1—3 % жителей; первоочередное профилактическое мероприятие — фторирование воды;

2) 0,3—0,7 мг/л — низкая концентрация фторид-ионов; пораженность насе­ления кариесом наблюдается в 1—3 ра­за чаще, чем у населения, употребляю­щего воду с оптимальной концентрацией фторид-ионов; флюороз в слабой формебывает у 3—5 % населения; необходимо фторирование воды;

3) 0,7—1,1 мг/л — оптимальная концентрация фторид-ионов; пораженностьнаселения кариесом близка к минималь­ной; развитие зубов и челюстей опти­мальное; флюороз в слабой форме на­блюдается не более чем у 3—10 % насе­ления; заболеваемость сердечно-сосу­дистым и аллергическими заболева­ниями ниже средней; эта концентрация рекомендуется как норма при фториро­вании воды;

4) 1,1—1,5 мг/л — повышенная, нодопустимая концентрация фторид-ионовпри отсутствии других источников водоснабжения; поражение населения кариесом минимальное, однако процент людей, болеющих флюорозом, возрастаетдо 15—20 % такая концентрациядопустима в условиях умеренного кли­мата;

5) 1,5—2,0 мг/л — концентрация фторид-ионов выше предельно допустимой;заболеваемость населения флюорозом может достигать 30—40 %; пораженность населения кариесом несколько выше ми­нимальной; воду следует обесфторивать;

6) 2—6 мг/л — высокая концентрация фторид-ионов; количество населения, по­раженного флюорозом, составляет 30—100%, наблюдаются тяжелые формы; заболеваемость населения кариесом не­сколько больше минимальной; обесфто-ривание воды обязательно;

7) 6—15 мг/л — очень высокая кон­центрация фторид-ионов; пораженностьнаселения кариесом зачительно боль­ше минимальной; до 80—100 % населе­ния поражено флюорозом с превалиро­ванием тяжелых форм; обесфторивание воды обязательно.

Целесообразность фторирования воды в каждом конкретном случае устанавлива­ется органами санитарно-эпидемиоло­гической службы. Показанием к фто­рированию воды является низкое содер­жание фторид-ионов в питьевой воде и значительная пораженность населения кариесом. В первую очередь фторируют воду, содержащую менее 0,3—0,5 мг/л фторид-ионов.

В ряде зарубежных стран (Швейца­рии, ФРГ и др.) для обогащения организма фтором используют таблетки, ко­ровье молоко, поваренную соль, чай, а также другие препараты и продукты, в которых содержится фторид натрия или другие фтор содержащие реагенты. Заболеваемость детей и взрослого на­селения кариесом при этом снижается. Практика показала, что индивидуальный прием препаратов и продуктов, со­держащих фтор, является сложным мероприятием, требующим активного со­действия родителей, поддержания у населения интереса к этому мероприятию, повседневных настойчивых усилий органов здравоохранения в течение мно­гих лет. По сравнению с перечисленными методами фторирование воды требует меньших эксплуатационных затрат, поз­воляет охватить все население, дает на­ибольший и наиболее стабильный противокариесный эффект и легче контро­лируется.

Можно применять два метода фтори­рования воды: 1) круглогодичный одной дозой; 2) сезонный зимней и летней до­зами. В первом случае в воду в течение всего года добавляют постоянную дозу фтора, соответствующую климатическо­му району, в котором расположен на­селенный пункт. При меняющейся по се­зонам дозе в холодное время года, когда среднемесячная температура воздуха (в 13 ч) не превышает +17. 18 С С, воду можно фторировать дозой 1 мг/л, а в теп­лое время (например, в июне—августе) — меньшей дозой, зависящей от средней максимальной температуры (в 13 ч) за эти месяцы; например, при температуре +22. 26 °С берут дозу 0,8, при +26. . 30 °С и более —0,7 мг/л фторид-ио­нов. Посезонный метод фторирования воды более приемлем.

По гигиеническим и технико-эконо­мическим требованиям фтор содержащий реагент, предназначенный для фториро­вания питьевой воды, должен: 1) об­ладать высоким противокариесным дей­ствием при возможно меньшей потен­циальной токсичности при передозиров­ке; 2) не содержать ядовитых примесей (солей тяжелых металлов, мышьяка и др.); 3) иметь большую растворимость при температуре 0. 25 °С; 4) быть безо­пасным для персонала (образовывать меньше пыли, не обладать выраженным местным действием); 5) не оказывать от­рицательного влияния на другие про­цессы обработки воды; 6) обладать воз­можно меньшими коррозионными свой­ствами, не откладываться на стенках трубопроводов и аппаратуры; 7) быть доступным и недорогим.

Фторсодержащий реагент для фтори­рования воды выбирают в зависимости от конкретных условий, так как практи­чески нет реагента, превосходящего дру­гие по всем перечисленным свойствам. Для фторирования воды можно ис­пользовать фториды натрия и кальция, кремнефториды натрия, аммония и маг­ния, фтористоводородную и кремнефто-ристую кислоты, флюрель и др. СНиП 2.04.02—84 для фторирования воды ре­комендуют применять кремнефториды натрия и аммония, фторид натрия и кремнефтористоводородную кислоту.

Кремнефторид натрия Na3SiF6 — бе­лый негигроскопичный кристаллический порошок, является побочным про­дуктом суперфосфатного производства, отчего доступен и дешевле других. Кро­ме того, в техническом Na2SiF6 содер­жится больше основного вещества, чем в других реагентах (95—98 %), этим и объясняется широкое его применение. Растворимость Na2SiFe в воде плохая и резко уменьшается с понижением тем­пературы, рН растворов кремнефторида натрия — 3,0—4,0.

Фторид натрия NaF — белый поро­шок или небольшие кристаллы, негигроскопичный, содержание основного ве­щества в техническом продукте не менее 80 %. Реагент сравнительно хорошо рас­творим; обычно применяют 1—2 %-е растворы, рН которых составляет 7,5— 8,5. Приготовление концентрированных растворов фторида натрия на жесткой

оде сопровождается образованием мало­растворимых солей, оседающих в раст­ворных баках и коммуникациях.

Кремнефторид аммония (NH4)2SiF6 — кристаллическое вещество белого цвета с розоватым или желтоватым оттенком, без запаха. Содержание основного ве­щества в техническом продукте не менее 86 %. При температуре 25 °С его раство­римость составляет 187,5 г/л. Недоста­ток этого реагента — слеживаемость. Стоимость его ниже стоимости NaF.

Кремнефтористоводородная кислота H.2SiF6 — обычно 20—35 %-й водный раствор. В Советском Союзе кремнефто ристоводородная кислота является преимущественно побочным продуктом про­изводства и содержит от 3 до 8% H2SiF6, поэтому она имеет низкую стоимость. Это бесцветная, дымящая, с едким

запахом жидкость, обладающая дражающим действием на кожу и слизистые оболочки, 1 %-й водный раствор ее имеет рН = 1,2. Испаряясь, крем­не фтористоводородная кислота разлага­ется на фтористоводородную кислоту и тетрафторид кремния. При ее использо­вании нужно соблюдать особый режим и технику безопасности. Поэтому в СССР она применяется лишь на водопроводах, расположенных вблизи суперфосфатных заводов.

Фгпорид-дифторид аммония — смесь двух реагентов: кислой соли фторида аммония NH4F ■ HF (73 %) и фторида аммония NH^F (19 %); представляет собой мелкие, немного влажные кристал­лы. Реагент не образует пыли, но сильно гигроскопичен и поэтому на заводской таре необходимо точно указывать его массу. Растворимость кислой соли фто­рида аммония высокая.

При разработке индивидуального про­екта или привязке типового проекта ус­тановки для фторирования питьевой во­ды после выбора реагента следует определить дозу фтора применительно к конкретным условиям.

Читайте также:  Установка передних колонок лада гранта стандарт

Дозу фтор содержащего реагента Дф определяют по формуле:

где m — коэффициент, зависящий от места ввода фтора в обрабатываемую воду (при вводе фтора после очистных сооружений принимается равным 1, при вводе перед фильтрами или контактными осветлителями — 1,1);

a — необходимое содержание фтора в обрабатываемой во­де в зависимости от климатических и сезонных условий (принимается равным 0,7—1,2 г/м 3 , меньшие значения — для летнего сезона и жаркого климата);

F — — содержание фторид-ионов в ис­ходной воде, г/м 3 ;

К — содержание фто­ра в чистом реагенте (принимается для кремнефторида натрия 60, для фторида натрия — 45, для кремнефторида аммо­ния — 64 %); для кремнефтористоводо-родной кислоты — 79;

Сф — содержание чистого реагента в техническом продук­те, %.

Чтобы избежать потерь реагентов на образование осадков, фторсодержащие реагенты рекомендуется растворять в во­де, умягченной Na-катионированием, поскольку при большом содержании в воде кальция и магния часть фтора осаждается в виде фторидов или крем-нефторидов кальция и магния.

Кратковременные колебания концен­трации фтора в водопроводной воде не должны превышать ±0,1 мг/л, а среднемесячные +0,05 мг/л от установлен­ной дозы. В связи с этим дозирующая установка должна быть точной, надеж­ной, простой и удобной в эксплуатации. На водопроводах, в которых вода не обрабатывается коагулянтами, напри­мер на артезианских, реагент можно вводить во всасывающую трубу центробеж­ных насосов, а также в резервуар для хранения воды в том месте, где в него поступает вода. На речных водопроводах предпочтительно вводить фторсодержащие реагенты в воду, прошедшую коагуляцию, отстаивание и фильтрование, в трубопроводы, соединяющие фильтр и резервуар чистой воды, или непосредственно в резервуар. Если фторсодержащие реагенты содержат повышенные ко­личества нерастворимых примесей, ко­торые следует удалить из фторируемой воды, реагент можно вводить и до филь­трования. Если условия вынуждают вводить реагент в обрабатываемую воду до или совместно с коагулянтом (для улучшения растворимости реагента), не­обходимо, учитывая потерн, добавлять избыток фторидов. Во всех случаях умягчения или обезжелезивания фторсодержащие реагенты следует вносить в воду после завершения этих процессов. Фторсодержащие реагенты, не содержа­щие аммония, на обеззараживание воды хлором отрицательного влияния не ока­зывают.

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 1473 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

ФТОРИРОВАНИЕ И ОБЕСФТОРИВАНИЕ ВОДЫ

В природных водах России фтор (F — ) встречается в концентрациях

0. 01 — 11 мг/л. Низкие концентрации — в большинстве поверхностных водоисточников. Лишь в открытых водоемах Южного Урала и Западной Сибири концентрация фтора в воде может достигать 11 мг/л. Подземные воды богаче фтор-ионами.

Содержание фтора в питьевой воде, согласно СанПиН 2.1.4.1074—

01, в зависимости от климатических условий должно поддерживаться в пределах от 0,5. 0,7 до 1,2. 1,5 мг/л. Его недостаток в питьевой воде приводит к кариесу зубов у населения, избыток — к флюорозу.

Фторирование воды осуществляют химическим методом. В качестве фторсодержащих реагентов применяются: кремнефтористый натрий Na2SiF6, кремнефтористоводородная кислота H2SiF6, фтористый натрий NaF, кремнефтористый аммоний (NH4)2 SiF6, фтористый кальций CaF2, фтористоводородная кислота HF, кремнефтористый калий K2SiF6, кремнефтористый алюминий Al2(SiF6)3, фтористый алюминий A1F3 и др. В отечественной практике широкое применение получил кремнефтористый натрий. Это мелкий, сыпучий, негигроскопический кристаллический порошок белого цвета, без запаха, удобен в эксплуатации. Плотность его 2,7 г/см 3 , pH насыщенного раствора 3,5—4,0. В воде растворяется плохо. Самый дешевый из всех перечисленных реагентов — фтористый кальций, но он имеет крайне низкую растворимость в воде (0,0016 г на 100 мл при 25 °С). Характеристики фторсодержащих реагентов приведены в табл. 37.1.

ФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ

Установки фторирования по технологии приготовления растворов фторсодержащих реагентов можно классифицировать: на установки сатураторного типа; с растворными баками (с механической мешалкой или с барботированием сжатым воздухом); с затворно-растворными баками; с применением кремнефтористоводородной кислоты.

На установках сатураторного типа в качестве реагента применяют порошкообразный кремнефтористый натрий, который вводят в воду перед хлорированием (рис. 37.1, а). Предварительно реагент замачивают и размешивают в емкости, а затем выливают в сатуратор (примерно один раз в смену). В основу работы сатуратора положен принцип объемного вытеснения.

Во фтораторных установках с растворными баками [рис. 37.1, б, в (31, с. 259)] в качестве реагента используют кремнефтористый наХарактеристики фторсодержащих реагентов

Содержание чистого продукта в техническом,%

Содержание фтора в чистом продукте, %

Содержание фтора в техническом продукте, %

Количество технического продукта, мг, необходимого для получения 1мг/л

Концентрация ненасыщенного раствора реагента в растворном баке,% (при температуре, °С)

Сравнительная стоимость реагентов,%

Рис. 37.1. Схема фтораторной установки сатураторного типа (о), с растворными баками с механическим побуждением (б) и с барботированием (в):

7 — сатуратор; 2 — эжектор; 3 — расходометр; 4,5 — отвод фторированной и подача

исходной воды; 6 — отвод разбавленного осадка; 7 — теплообменник;

  • 8 — рециркуляционный насос; 9 — растворный бак; 10 — бункер фторсодержащего реагента с дозатором; 7 7 — мешалка; 12 — поплавковое устройство; 13 — насос-дозатор;
  • 74 — напорный фильтр для осветления раствора реагента (вариант); 75 — отвод фторосодержащего раствора; 16 — сброс осадков; 77 — воздуходувка;
  • 18 — воздухораспределительная система

трий. Загрузку реагентов в баки осуществляют с помощью бункеров, оборудованных вибраторами и дозаторами объемного типа. Для лучшего растворения реагента баки снабжены мешалками с частотой вращения 50—60 мин -1 , возможно перемешивание сжатым воздухом. Время перемешивания 2 ч, время отстаивания 2 ч. Концентрация раствора реагента в баках составляет 0,05% по фтору или 0,08% — по чистой соли.

Фтораторные установки с затворно-расходными баками состоят из системы баков: затворного, двух расходных и дозирующего бака, снабженного поплавковым клапаном. Затворный и расходные баки оборудованы электромешалками.

Расход фтористого натрия составляет 20 кг/сут. Затворный бак имеет объем 0,4 м 3 , два растворных — по 1,5 м 3 каждый. Растворяют фтористый натрий в воде, нагретой до 75—80 °С. Концентрированный раствор перетекает в расходные баки, которые на 73 предварительно заполняются водой. Раствор перемешивают, определяют концентрацию фтора в нем и подают в дозирующий бачок и далее — в обрабатываемую воду.

При применении 8%-й кремнефтористоводородной кислоты она из автомобильной или железнодорожной цистерны, в которой транспортируется, с помощью воздуходувок передавливается в стационарные складские цистерны, а из них поступает в бак-мерник, откуда эжектором дозируется в обрабатываемую воду (рис. 37.2).

Фтористые соединения могут вводиться в воду в сухом виде (непосредственно порошком) сухими дозаторами через растворную камеру или в жидком виде — дозаторами для растворов. Первый способ может быть реализован на водоочистных комплексах большой производительности .

Рис. 37.2. Фтораторная установка с использованием кремнефтористоводородной кислоты:

  • 1,2 — авто- и стационарная цистерна; 3 — компрессор;
  • 4 — бак-мерник; 5 — ротаметр; 6 — эжектор; 7 — подача воды; 8 — емкость; 9 — ручной насос
Читайте также:  Установка корпоративного портала битрикс24

Дозаторы сухих реагентов применяют двух типов: объемные — подающие определенный объем вещества и массовые — подающие определенную массу вещества за расчетный промежуток времени. Конструкция объемных дозаторов дешевле и проще, но они менее точные по сравнению с массовыми: точность их дозирования составляет 3—5%, а массовых — 1%.

Для дозирования реагентов в жидком виде применяют насосы- дозаторы мембранного и поршневого типов. Дозу фторсодержащего реагента находят из выражения

где Шф — коэффициент, зависящий от места ввода фтора в обрабатываемую воду, принимаемый равным 1 при вводе фтора после очистных сооружений, или 1,1 — при вводе фтора перед контактными осветлителями или фильтрами; яф — содержание фтора в обработанной воде, мг/л (оптимальная концентрация фтора в питьевой воде для средней полосы России для зимнего периода 1, для летнего — 0,8); К. — содержание фтора в чистом реагенте, % (равное для кремнефтористого натрия 60,6); Сф — содержание чистого реагента в техническом продукте, % (равное для кремнефтористого натрия высшего, 1-го и 2-го сортов соответственно 59,4; 57,5; 56,4); Ф — содержание фтора в исходной воде, мг/л.

Независимо от вида дозирования (мокрое или сухое) реагенты для фторирования вводятся в воду в виде раствора. Место введения зависит от способов очистки воды и технико-экономических соображений. При этом должны соблюдаться условия перемешивания реагента с питьевой водой и его наименьшие потери; при небольшой нагрузке на фильтры или контактные осветлители фторсодержащие реагенты вводят перед ними, при большой нагрузке — после них или непосредственно в резервуары чистой воды. При введении фтора (F — ) в неочищенную воду учитываются его потери в процессе очистки.

Обычно фторирование является последним этапом обработки воды, не считая хлорирования. Хлор и фтор логично добавлять в воду одновременно. Однако хлор и его производные обесцвечивают реагенты, добавляемые при определении фторидов в воде. Поэтому сначала вводят фтор, а затем воду хлорируют.

источник

Обзор методов дефторирования воды.

Вода является основным источником потребления фтора.

Так согласно действующему СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», концентрация фтора (фторидов) в питьевой воде варьируется от 1,2 до 1,5 мг/л, что удовлетворяет требованиям Всемирной организации здравоохранения.

В России содержание фтора в питьевой воде находится в пределах СанПин 2.1.4.1074-01, за исключением Уральского и Подмосковного регионов, где этот показатель ориентировочно составляет 4 мг/л.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют как об отрицательном, так и положительном влиянии фтора на организм человека. Попадая в организм животных и человека, фтор вызывает такие необратимые заболевания как зубной и скелетный флюороз, оказывает токсическое воздействие на сердечно-сосудистую и центральную нервную систему, а также на работу печени, почек, щитовидной железы. В то же время при использовании питьевой воды с низким содержанием фтора наблюдается заболевание кариесом.

Обеспечение водой с оптимальной концентрацией фтора единственный способ, которым можно защититься от негативного воздействия.

Дефторирование определяется как «понижение уровня фтора в питьевой воде». Во всем мире были опробованы различные методы и материалы для дефторирования воды. Можно выделить 4 основных метода.

4.- Физико-электрохимический метод.

Деление довольно условно, поскольку один и тот же механизм извлечения фтора и реагенты, ответственные за данный процесс, могут относиться к разным методам.

Метод основан на сорбционных процессах (физико-химических процессах поглощения жидкостей или растворенных в жидкости веществ твердыми телами или другими жидкостями).

Используются фтор-селективные материалы как природного, так и искусственного происхождения. Широкое применение в процессах дефторирования получили следующие материалы (Углеродные материалы, активированный глинозем, активированные угли, магний, трикальцийфосфат, кальцит, гидроксиапатит, активированный оксид алюминия).

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 минут. Отличительной особенностью осадка гидроксида магния является чрезвычайная легкость. Поэтому скорость восходящего движения воды в осветлителях должна быть 0,2 — 0,3 мм/с.

Для ориентировочных расчетов расход солей магния на дефторирования воды осаждением гидроксида магния с использованием его сорбционной способности во взвешенном слое следует принимать равным 2 мг-экв/л на 1 мг удаляемого из воды фтор. Это актуально при содержании фтора в воде до 7 мг/л.

Удаление фтора из воды с помощью трикальцийфосфата основано на сорбции свежеобразованным трикальцийфосфатом, который связывает имеющийся в воде фтор в малорастворимое соединение— [Са9(Р04)6Са]F2, выпадающее в осадок. Расход трикальцийфосфата на удаление 1 мг фтора составляет 23-30 мг. Этот процесс описывается следующей реакцией:

Скорость восходящего потока воды в слое взвешенного осадка принимают 0,6 — 0,8 мм/с. Содержание фтора снижается с 5 мг/л до 1 мг/л, при расходе реагента = 30 мг на 1 мг удаленного фтора.

Анионообменные смолы различной основности, способны удалять из воды фтор-ионы. Наибольшая ёмкость присуща анионитам, содержащим четвертичную аминогруппу.

Процесс обмена, вследствие более высокой электроотрицательности F-, протекает по реакции:

Matrix-NR3+Cl– + F– → Matrix-NR3+F– + Сl-

В начале процесса фильтрования через анионитовый фильтр практически весь фтор задерживается загрузкой, поэтому до 1,2 мг/л фильтрат разбавляют исходной водой. Повышение содержания фтора в фильтрате более ПДК свидетельствует об окончании цикла. Смолу отмывают пересыщенным раствором хлорида натрия или соляной кислотой.

Катионообменные смолы, предварительно обработанные раствором сульфата или оксихлорида алюминия, также могут быть использованы в качестве дефторирующих материалов.

Восстановление ионообменной способности фильтрующей загрузки проводится последовательной обработкой 1% раствором сульфата или 2-4 % раствором основного хлорида алюминия и водой. Для более эффективной регенерации рекомендована предварительная обработка катионита раствором соляной кислоты.

Несмотря на 90-95% удаление фтора, метод характеризуют: высокая себестоимость процесса из-за стоимости самого материала, его предобработки, регенерации, необходимости утилизации фтор обогащенных отходов; снижение эффективности очистки в присутствии конкурентно способных анионов; низкое рН очищенной воды и загрязнение её хлор-ионами. С учетом сказанного, использование ионообменных смол целесообразно при одновременном обессоливании и удалении избыточного фтора из воды.

При осаждении фтор удаляют в виде его малорастворимых основных солей.

Если содержание фтор-иона в исходной воде более 12-15 мг/л, то целесообразно провести предварительное известкование (не менее 1,5 мг оксида кальция на 1 мг фтора), позволяющее связать основную часть фтора во фторид кальция.

Низкая растворимость Са(ОН)2 обусловливает большой расход реагента, поэтому чаще применяют либо смесь извести с хорошо растворимым хлористым кальцием, либо только хлористым кальций.

Метод осаждения – коагуляция

Коагуляция обеспечивает извлечение фтора вновь сформированными осадками гидроксидов магния, алюминия, железа. Окончательная доочистка воды завершается на фильтрах с различной загрузкой.

Читайте также:  Установка и подключение карбюратора на уаз

Широкое применение для обесфторивания подземных вод Индии, содержащих до 30 мг/л фтора, получил разработанный на основании многолетних исследований метод Nalgonda. Эта технология включает ряд процессов: смешение воды с коагулянтом (солями алюминия), известью (содой) и белильной известью; седиментацию коагулированной взвеси не менее 2-4 ч и фильтрацию через песчаные фильтры. Выбор соли алюминия (хлорида или сульфата) зависит от содержания этих анионов в исходной воде, чтобы не допустить превышения их допустимых пределов. Расход коагулянта определяется содержанием фтор-иона и составляет в среднем 30 мг Al2O3 на 1мг фтора. Добавление извести (или соды) гарантирует адекватную щелочность для эффективного протекания гидролиза коагулянта и предотвращения роста содержания остаточного алюминия в питьевой воде.

Для обеспечения населения небольших сельских общин в Индии качественной питьевой водой разработан метод IISc, который состоит в обработке воды окисью магния (в виде разбуренной породы), гидроксидом кальция и бисульфатом натрия.

Недостатки метода осаждения – неприменимость при высоком (более 10 мг/л) содержании фторидов, что требует большой дозы коагулянта и приводит к резкому повышению солесодержания в виде сульфат- или хлорид – ионов; опасность повышения по той же причине растворенного алюминия в питьевой воде, что недопустимо с учетом его нейрогенного воздействия на организм человека; необходимость регулярного анализа очищаемой воды, параметры которой изменяются в широких пределах вследствие сезонных колебаний, и точного дозирования реагентов; строгий контроль рН и щелочности питьевой воды (стабилизационная обработка).

Использование данного метода требует применения следующей стадии обработки, а именно, фильтрования через различные сорбенты.

Установки обратного осмоса недавно начали использовать для дефторирования воды. Есть работы, где показан результат очистки воды с изначальным содержанием фтор-ионов = 20 мг/л и после очистки = 0,5 мг/л.

Исследования, проведенные НИИ КВОВ АКХ, показали, что при фильтровании фтор — содержащей воды через полупроницаемые мембраны при давлениях выше осмотических происходит извлечение фтор-ионов из воды.

Электрокоагуляционное дефторирование природных вод, что объясняется возможностью удаления фтора без применения химических реагентов, вместе с которыми в воду вводится значительное количество дополнительных солей, а также высокая активность электролитически, полученного гидроксида алюминия.

В качестве растворимых анодов применяют алюминий и дюралюминий, для экономии энергозатрат варьируют токовой нагрузкой и расстоянием между электродами, электролиз ведут при постоянном и переменном токе.

При электролизе в воду с анода переходят катионы алюминия, которые и адсорбируют фтор. Растворение 1 г металлического алюминия эквивалентно введению 6,35 г сернокислого алюминия.

Теоретический расход электроэнергии на получение 1 г алюминия должен составлять около 12 Вт-ч. Фактический расход электроэнергии значительно выше из-за тепловых потерь, дополнительного сопротивления оксидной пленки, образующейся на поверхности электродов, и ряда других причин.

Основным фактором, влияющим на сорбционную способность электролитически полученного гидроксида алюминия, является концентрация ионов водорода. В слабо кислой среде фтор сорбируется получаемым осадком значительно лучше, чем в нейтральной и щелочной. Оптимальное значение рН обрабатываемой воды находится в пределах 6,4 — 6,6. Повышение или понижение активной реакции среды приводит к снижению эффективности дефторирования воды. Причиной этого, как и в случае реагентной обработки воды, является конкуренция гидроксил-ионов при высоких значениях рН и растворение хлопьевидного осадка в кислой среде. Расход металлического алюминия при предварительном подкислении воды составил около. 12 г на каждый 1 г удаляемого фтора, расход кислоты = 0,2 л/м3.

В состав установки по дефторированию входит емкость для соляной кислоты, насос-дозатор, электрокоагулятор, фильтр, центробежный насос и контрольно-измерительная аппаратура.

Таким образом, анализ известных в настоящее время методов обесфторивания воды свидетельствует о том, что ни один из них не является универсальным. В то же время любой из них может обеспечить удаление фтор-ионов из воды до требуемой кондиции, причём эффективность каждого метода будет определяться социально-географическими и экологическими условиями, присущими каждой стране, и её техническими и экономическими возможностями.

Основными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе метода обесфторивания, являются: стоимость и эффективность технологического процесса; качество конечного продукта – питьевой воды (по всем показателям, а не только по остаточному содержанию фтор-ионов).

Определение этих характеристик возможно только в процессе апробации метода обесфторивания на фактической воде конкретного источника.

1.- Фрог Б. Н., Левченко А. П., Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996 г. 680 с.

2.- piddennavar Renuka, krishnappa Pushpanjali,: The International Journal Of Engineering And Science (Ijes) Volume -2, Issue- 3, Pages 86-94, 2013.

3.- Шабарин А.А., Водяков В.Н., Котин А.В., Кувшинова О.А., Матюшкина Ю.И., Очистка питьевой воды от фторидов методом обратного осмоса: Вестник Мордовского Университета, Том№ 28, Номер № 1, Год 2018, Страницы: 36-47

4.- Всемирная организация здравоохранения: Руководство по качеству питьевой воды, 3-е издание: Том 1, 2008

5.- Fawell J., Bailey K., Chilton J. et al. Fluoride in Drinking-water – Geneva: WHO, 2006.

6.- Meenakshi, Maheshwari R.C. Fluoride in drinking water and its removal // J. of HazardousMaterials. – 2006. – 137, №1. – P 456-463.

7.- Золотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. М: Стройиздат, 1975.

8.- Anasuya A., Bapurao S., Paranjape PK. Fluoride and silicon intake in normal and endemic fluorotic areas // J. of Trace Elements in Medicine and Biology. – 1996. – 10. – P 149-155.

9.- Dinesh C. Fluoride and human health-cause for concern // Ind. J. Environ. Protec. – 1998. – 19, № 2. – P 81-89.

10.- Nagendra Rao C.R. Fluoride and environment // Proceedings of the Third International Conference on Environment and Health, Chennai, India, 15-17 December, 2003. – P 386 – 399.

11.- Qafas Z., Kacemi K.E., Edelani M.C. Study of the removal of fluoride from phosphoric acid solutions by precipitation of Na2SiF6 with Na2CO3 // Sci. Lett. – 2002. – 3, № 3. – P 1-11.

12.- Мамченко А.В., Герасименко Н.Г., Дешко И.И., Пахарь Т.А.: Институт коллоидной химии и химии воды НАН Украины, г. Киев «Фтор в питьевой воде и методы его удаления» Сентябрь 2018

13.- Николадзе ГИ. Улучшение качества подземных вод. М: Стройиздат, 1987.- 240 с.

14.- Дебелый П., Новоженов С. Безреагентное обесфторивание подземных вод с помощью фильтрующей среды КДМ // Водоочистка. – 2005.- № 5. – С. 53 – 54.

15.- Самченко З.А., Гороновский И.Т, Вахнин И.Г Обесфторивание воды сульфостирольным Al-катионитом КУ-2 // Химия и технология воды. – 1985. – 7, №2. С. 77- 79.

источник