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除氟设备的工作原理和必要性

除氟原因
氟适量有益于牙齿的健康,但过量则会引起氟中毒。氟中氟中毒是一种慢性、全身性疾病,但氟中毒的主要症状是氟斑牙和氟骨症。氟斑牙表面粗糙、着色、缺损,并容易脱落。比较严惩的是氟骨下,主要表现为骨质疏松、变性,极易产生骨折。氟还可沉积于关节中,造成骨质增生,韧带骨化,严重者出现骨骼变殂,关节僵硬,最后致人残废和瘫痪。此外,氟还会抑制人的肾上腺、生殖腺、甲状腺、胰腺功能,并损害人的消化系统、心血管系统,严重的氟中毒会导致高氟区居民丧失劳动力。饮高氟水是害骨毁齿的主要原因,氟中毒是一种严重危害人民健康的地方病。

除氟的必要性
氟是属于卤素的在化合物中显负一价的非金属元素,通常情况下氟气是一种浅黄绿色的、有强烈助燃性的、刺激性毒气。氟气与水的反应很复杂,主要氟化氢和氧,以及较少量的过氧化氢,二氟化氧和臭氧产生,也可在化合物中置换其他非金属元素。可以同所有的非金属和金属元素起猛烈的反应,生成氟化物,并发生燃烧。有极强的腐蚀性和毒性。
工作原理
我国饮用水除氟方法中,应用最多的是吸附过滤法,作为滤料的吸附剂主要是活性氧化铝。
活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂,有较大的比表面积,是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝是两性物质,等电点约在9.5,当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子,大于9.5时可去除阳离子。
因此,在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂,对氟有极大的选择性。
1.活性氧化铝使用前可用硫酸铝溶液活化,使转化成为硫酸盐型,反应如下:
(Al2O3)n·2H2O + SO4 →(Al2O3)n·H2SO4 + 2OH
2.除氟时的反应为:
(Al2O3)n·H2SO4 + 2F → (Al2O3)n·2HF + SO4
3.活性氧化铝失去除氟能力后,可用1%-2%尝试的硫酸铝溶液再生:
(Al2O3)n·2HF + SO4 →(Al2O3)n·H2SO4 + 2F
每克活性氧化铝所能吸附氟的重量,一般为1.2~4.5mg,它取决于:原水的氟浓度、pH值、活性氧化铝的颗粒大小等。
应用范围
我国地下水含氟地区的分布范围很广,因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒,特别是对牙齿和骨骼产生严重危害。轻者患氟斑牙,表现为牙釉质损坏,牙齿过早脱落等,重者则骨关节疼痛,甚至骨骼变形,出现弯腰驼背等,完全丧失劳动能力。所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L。

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