我國(guó)20世紀(jì)80年代在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了“防氟改水”運(yùn)動(dòng)，為解決高氟地區(qū)飲水問(wèn)題進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)及技術(shù)研究，對(duì)高氟水除氟技術(shù)的研究取得較大進(jìn)展。然而限于農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、管理和技術(shù)條件較差，近年來(lái)氟中毒回潮現(xiàn)象比較嚴(yán)重。研究一種簡(jiǎn)單、高效、處理費(fèi)用低的除氟方法具有十分重要的意義。

Zeolite具有較好的除氟效果，且具有綜合治理水源的功能。沸石是一種架狀構(gòu)造的含水鋁硅酸鹽礦物，在我國(guó)廣泛分布，主要含有Na、Ca以及少數(shù)sr、Ba、K、Mg等金屬離子。沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和晶體化學(xué)性質(zhì)，具有良好的吸附性能和離子交換性能，對(duì)氟離子有很好的吸附效果。本研究采用天然礦石——沸石作為除氟劑，研究沸石除氟條件，對(duì)比估算了其對(duì)高氟水的處理費(fèi)用。

沸石用于農(nóng)村高氟水處理可行性分析

(1)沸石礦物在我國(guó)分布廣泛，廉價(jià)易得。我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)150多個(gè)沸石礦，分布于黑龍江、河北、內(nèi)蒙古、河南、浙江等21個(gè)省。沸石加工成的濾料在我國(guó)也有很多濾料生產(chǎn)廠家出售，濾料價(jià)格便宜，沸石價(jià)格便宜為500元/t，而骨炭為3000-4000元/t，活性氧化鋁為6000-8000元/t。

(2)活化和再生方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。沸石采用2的NaOH溶液以1：1體積比浸泡，沖洗干凈后用1的硫酸鋁鉀溶液1：1體積比浸泡活化；沸石的再生采用1的硫酸鋁鉀溶液1：1體積比浸泡。同時(shí)為便于管理，在農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行除氟可以采用除氟罐等成套設(shè)備，在線監(jiān)測(cè)出水的氟離子濃度，由閥門(mén)系統(tǒng)控制再生藥劑的進(jìn)出，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)沸石再生的自動(dòng)控制。

(3)沸石有越用越好的趨勢(shì)，一次投資長(zhǎng)久受益。通過(guò)反復(fù)使用實(shí)驗(yàn)我們可以看出沸石的吸附容量隨著再生次數(shù)的增多而增加。這是其它除氟劑，如活性氧化鋁和骨炭所不能比的。因此從長(zhǎng)期使用來(lái)看，采用沸石做除氟劑，不需要經(jīng)常更換除氟劑，這樣使用起來(lái)就較為方便，且一次投資長(zhǎng)久受益。

(4)除氟時(shí)不需調(diào)整pH值，處理費(fèi)用低廉。從不同pH值條件下的除氟試驗(yàn)可以看出在pH值4～9之間，隨著pH值的增加，除氟效果降低，但在pH值7～9范圍內(nèi)，pH值對(duì)除氟效果影響不大，所以沸石除氟是不需要調(diào)整pH值。而在我國(guó)應(yīng)用較為廣泛的活性氧化鋁除氟時(shí)，pH值對(duì)除氟效果影響較大，加酸或二氧化碳使原水的pH值到5.0～6.5可以提高除氟效果?？紤]到減少酸的消耗和降低成本，我國(guó)多將pH控制在6.5～7.0之間，而處理后的出水又要通過(guò)加堿的方法將pH值調(diào)整到飲用水要求的6.5～8.5范圍。加酸和加堿調(diào)整pH值的過(guò)程不僅增加藥劑的費(fèi)用，同時(shí)也增加了管理的程序，這同時(shí)也是我國(guó)原有的一批高氟水處理設(shè)施沒(méi)有很好發(fā)揮除氟作用的一個(gè)原因。

除氟的費(fèi)用主要包括除氟劑的費(fèi)用活化與再生的藥劑費(fèi)用，而對(duì)一定量的除氟劑只是在首次使用時(shí)需進(jìn)行活化，活化費(fèi)用相對(duì)比重較少，故在此僅考慮再生和除氟劑的費(fèi)用。沸石吸附飽和后再生可采用1的硫酸鋁鉀溶液1：1體積比浸泡，計(jì)算每一周期處理1m3水的費(fèi)用為0.278元。而相同條件下骨炭用1的NaOH溶液再生，然后用0.5的硫酸溶液1：1浸泡再生，活性氧化鋁采用1V0的硫酸鋁溶液1：1體積比浸泡活化，用1.5的硫酸鋁溶液1：1體積比再生。骨炭和活性氧化鋁的再生費(fèi)用分別為0.490和0.300元，具體計(jì)算見(jiàn)表1所示。同時(shí)活性氧化鋁除氟若采用調(diào)pH值的方法，其藥劑費(fèi)用將更高。由于地域的不同，進(jìn)貨渠道不同，各種藥劑的費(fèi)用會(huì)有所差別，本計(jì)算采用藥劑的單價(jià)見(jiàn)表。在價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)越明顯。需要說(shuō)明的是，沸石的除氟容量相對(duì)于骨炭和活性氧化鋁較低，探索更好的再生方法，使沸石的吸附容量充分發(fā)揮出來(lái)，還是一個(gè)有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

(5)處理后水質(zhì)良好，飲水安全。沸石是一種天然礦物，無(wú)毒無(wú)害。經(jīng)沸石吸附處理的含氟水，出水氟離子濃度<1.0mg/，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，表2是沸石除氟出水水質(zhì)情況。

從表中可以看出沸石出水檢測(cè)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，沸石除氟后水中硫酸根離子濃度、濁度、硬度、鐵等都有一定程度的降低。用沸石對(duì)深井除氟同時(shí)對(duì)鐵、錳、砷化物、堿度、色度、硬度等均有去除作用，使水質(zhì)超標(biāo)的成分(砷、鐵、錳、氟、色度、濁度)經(jīng)過(guò)沸石處理后均達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

綜上可見(jiàn)，沸石廉價(jià)易得、除氟費(fèi)用低、出水水質(zhì)安全、操作管理方便，是一種適合農(nóng)村高氟水地區(qū)的除氟方法。