高氟水治理方法综述

高氟水治理方法综述

【摘 要】在我国很多地方都有地方性氟中毒不同程度的流行，很多农村及偏远地方的人饱受高氟水的危害。本文从高氟水的产生，分类开始，阐述了寻找新水源的降氟方法，具体有沸石除氟的优点和活性氧化镁，活性氧化铝除氟的优缺点分析，从使用数量，处理成本，处理效果等各方面进行了分析对比。

【关键词】地方性氟中毒;沸石;活性氧化镁;对比 地方性氟中毒是因为人们生活在高氟环境中，长期过量摄入氟引起机体慢性中毒的改变。在水体中，当氟含量大于1.0mg/L时，称为氟超标，也称高氟水。溶解性固体含量>1500mg/L时,称为苦咸水。高氟地下水指氟含量超过饮用水标准并使人产生氟中毒现象的地下水体。

1.高氟水的成因及分类 1.1高氟地下水的三种类型

一是高氟浅层水。吉林省地方性氟中毒是因浅井水中氟化物含量过高所致。1964年，发现地方性氟中毒流行后，采用打深井，该饮深层地下水的方法来防治地方性氟中毒，结果已有100多个病区达到了控制或基本控制标准，氟骨症和氟斑牙的病情呈逐年下降的趋势，开始脱贫致富。

二是高氟深层水，如温宿县黑孜乡200米勘探井分层取水[1]，在109-140段水氟粒子质量浓度为1.88mg/L，而185-199m段，水氟粒子质量浓度达2.6mg/L。在相距十几千米的农-师六团，井深190m，水氟粒子质量浓度达4.5mg/L，甚至超过上层潜水水氟粒子浓度，愈往深处水氟粒子浓度反而有增高的趋势。

三是高氟温泉水，江西省已知有温泉90多处,已测定含氟量的温泉53处,超标者50 处,占已测氟温泉总数的94.3%,其中宁都县肖田乡美佳山温泉含氟19.0mg/L,安远县镇江乡龙岗温泉为19.2mg/L。广东省丰顺县是多温泉的县份之一, 素有“ 九汤十八寨” 之称。其温泉有16片, 分布在3个乡7个镇内。共测定其13处温泉的含氟量, 其数值都相当高, 介于9.4-17.7mg/L之间[2]。

1.2高氟水的富集类型

氟在地下水中的富集是长期地质作用和地球化学演化的结果。在我国的高氟水主要分布区，由于其地理环境的差异从而形成了不同的富集模式类型[3]。

1.2.1蒸发浓缩型

为浅层高氟水主要成因类型。氟在地下水中的富集一般具有分带性规律，从山前到细土平原或滨海平原，地下水含氟量逐渐增高。其主要机理为上游富含氟粒子的地下水，在径流途中到地势平坦或低洼地带，由于地下水径流滞缓、水动力条件差、水位埋藏浅、蒸发作用强烈，负离子等化学元素在特定表生地球化学环境下在浅层地下水中浓缩富集。

1.2.2溶滤富集型

主要分布于内蒙古高原，黄土高原和一些山地丘陵区，如内蒙古北部高原、阴山山地、鄂尔多斯高原黄土地区。该类型多存在于浅-中层承压含水层。主要的富氟机制为这些地区岩石主要由富氟矿物组成，包括黑云母、磷石灰、角闪石等经过地下水的长期溶蚀以及地表水的溶滤作用下，岩石中的氟不断迁移进入地下水，从而使得地下水中含氟量升高。

1.2.3海侵富集型

主要存在于滨海平原一带，如：河北沧州、天津、唐山等沿海城市地区，而

局部内陆盆地中也有发现。其主要的富氟机制为该地区主要含水层在沉积过程中曾经多次受到海侵影响，其浅海相沉积地层中富含的淤泥质等粘土矿物会吸附海水中氟粒子，富钠的地下水环境也使得海腿时氟粒子大量富存下来，从而导致地下水中氟粒子的富集。

2.降氟方法

地方性氟中毒主要影响人体的硬组织，包括牙齿、骨骼，对其他一些软组织也有损伤，当然临床表现最明显的还是氟斑牙和氟骨症。氟对于牙齿的损伤不仅仅是影响美观，而且会影响到咀嚼和消化功能。氟骨症一般多发于成年人，儿童也有发生氟骨症的。氟骨症最早的改变从临床检查上来看包括骨骼弯曲比如胳膊伸不开等，影响生活和劳动。地方性氟中毒危害是很大的，不仅给患者带来痛苦，而且影响到了当地经济发展， 氟进入体内后使得钙过量地在血管上沉积，造成血管钙化，引起动脉硬化。因此，地方性氟病的防治必须从改善饮用水水质才是行之有效的防病途径。

2.1降氟方法

针对我国高氟水形成的特点，防氟主要采取以下方法。 2.1.1沸石除氟

沸石是一种架状构造的含水铝硅酸盐矿物, 在我国广泛分布, 主要含有Na、Ca以及少数Sr、Ba、K、Mg等金属离子。沸石具有独特的内部结构和晶体化学性质, 具有良好的吸附性能和离子交换性能, 对氟离子有很好的吸附效果。沸石具有优良的吸附性、选择吸附性、交换性。天然沸石可用于除去饮水中含有的氟、砷等多种有害元素，已有多种文献报道[4]。沸石采用2%的NaOH以1:1体积浸泡，冲洗干净后用1%的硫酸钾溶液1:1体积比浸泡活化；沸石的再生采用1%体积比浸泡[4]。除氟时不需调整pH值，处理费用低廉。在4-9范围内，pH值对沸石除氟效果影响不大，所以不需要调整pH值。而在我国应用较为广泛的活性氧化铝除氟时，pH值对效果影响较大。

使用天然沸石成本低廉，技术容易掌握，适于一家一户除氟，也可以集中除氟。

2.1.2活性氧化镁、氧化铝处理高氟水

活性氧化镁能作为除氟剂是因为其活化后具有较大的比表面积和较大的空隙，对氟有选择吸收能力。处理1t氟化物含量为1.6mg/L的的高氟水，要将氟化物的浓度降至1.0mg/L以下，所消耗的试剂量活性氧化铝为20kg/t，活性氧化镁为1.5kg/t。活性氧化镁吸附容量通常情况下约14mg/g。吸附后活性氧化镁能够再生循环利用，测得再生活性氧化镁吸附容量基本保持不变。不管是用氧化镁还是用氧化铝作吸附剂，都会不可避免的混入镁离子和铝粒子。但是镁离子是人体所需元素，少量对人体是有益的；而长期饮用含铝粒子高的水会使人们患老年痴呆症，并且活性氧化铝除氟时，药剂的添加量偏大。活性氧化镁的再生过程较简单，只需要高温灼烧，再生活化后的活性氧化镁的吸氟容量不受循环次数的影响，而活性氧化铝的再生过程复杂，而且一次性投资大，再生后其除氟效果下降等缺点。活性氧化铝除氟的处理过程包括预处理、搅拌、静置、过滤，整个处理过程约90min。2.2各种方法对比

沸石矿物在我国分布广泛，廉价易得,沸石加工成的滤料在我国也有很多滤料生产厂家出售，滤料价格便宜，为500元/吨，而骨炭为3000-4000元/t，活性氧化铝为6000-8000元/t[6]。活化和再生方法简单，易于实现自动控制。沸石有越用越好的趋势，一次投资长久受益。通过反复试验，沸石的吸附容量随着再生

次数的增多而增加。这是其他除氟剂，如活性氧化铝和骨炭所不能比的。因此从长期使用来看，采用沸石做除氟剂，不需要经常更换除氟剂，这样使用起来就比较方便。不需要调整pH值。而在我国应用较为广泛的活性氧化铝除氟时，pH值对效果影响较大。

据对市场的调查，氧化铝和氧化镁的价格相差无几。故从单位质量的试剂所能达到的除氟效果来考虑，活性氧化镁法要优于活性氧化铝法。活性氧化镁的整个处理过程约160分钟。由此可见活性氧化镁的处理周期稍长于活性氧化铝。活性氧化镁除氟时，吨水的出水量为0.92t，活性氧化铝的出水量为0.76t。所以综合来说，活性氧化镁具有较好的除氟效果。

3.小结

我国含氟地下水分部广泛，尤其在西北干旱地区，约有7000万人饮用含氟量超标的水，导致不同程度的氟中毒。工业上，含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，造成环境污染。高氟水对人体健康危害极大，而且严重影响了经济发展。沸石降氟效果明显，适用范围广，但也需要再生及设备投资，且具有同时去除其他有益离子的缺点。但地区不同，高氟水饮用水的各个水之参数也不同，所以应该综合考虑各方面因素选取适当的除氟方法。 [科]

【参考文献】

［１］新疆地矿局第三水文工程地质大队.新疆温宿县黑孜乡古勒阿提瓦提乡防病改水水文地质勘察报告[R].喀什:新疆地矿局第三水文工程地质大队,1994.

［２］李日邦.中国的温泉及温泉型氟中毒的地理分布.中国地方病学杂志,1995.

［３］安永会,张福存,孙建平等.我国饮水型地方病地质环境特征与防治对策.中国地方病学杂志,2006,25（2）:220-221.

［４］刘文质,张宇杰/饮用水沸石除氟.水处理技术,1995.

［５］王云波,谭万春.沸石用于农村高氟水处理研究.中国农村水利水电,2008.

［６］晏宗高,谢英惠.改性沸石除氟性能及热能学研究.工业水处理,2009.