專利名稱：一種水體除氟的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水體除氟的方法。
背景技術(shù)：
氟是人體必需的微量元素之一，適量的氟(水氟0. 5 lmg/L)可以防止齲齒、增 強(qiáng)骨骼、預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。氟是一個(gè)雙閾性的元素，其過(guò)量和不足都會(huì)對(duì)人體帶來(lái)危害。人體通過(guò)飲水、食物和空氣等多種途徑攝入氟。一般成人每日從飲食中獲取2. 4mg 的氟，其中來(lái)自水1.4mg，占總攝入量的60%;食物l.Omg，占40%。空氣氟在一般情況下可 忽略不計(jì)，但空氣污染應(yīng)予重視。人類對(duì)于氟的獲取主要來(lái)源于食物海產(chǎn)品，茶葉，蘋(píng)果， 牛奶，蛋，飲水等。人們?nèi)粘ｏ嬘盟恳话憧刂圃?. 5 lmg/L。氟攝取不足(水氟低于0. 5mg/L)會(huì)引起齲齒、骨質(zhì)疏松、骨骼生長(zhǎng)緩慢、骨密度和 脆性增加等癥狀。過(guò)量的氟(水氟高于lmg/L)會(huì)引起氟斑牙、氟骨病，甚至?xí)鸱卸尽５胤叫苑卸驹谖覈?guó)分布面非常廣泛，到目前為止，除上海市、海南省以外，我國(guó) 其余各省、直轄市、自治區(qū)中均有地方性氟中毒病區(qū)存在。地方性氟中毒是一種慢性全身性 疾病，主要表現(xiàn)在牙齒和骨骼上。氟對(duì)牙齒的損害主要表現(xiàn)為氟斑牙，引起牙釉質(zhì)白堊、著 色、缺損改變以及嚴(yán)重的磨損。主要危害7-8歲以下的嬰幼兒，一旦形成殘留終生。氟中毒 引起氟骨癥，主要表現(xiàn)腰腿及全身關(guān)節(jié)麻木、疼痛、骨關(guān)節(jié)變形，出現(xiàn)彎腰駝背，發(fā)生功能障 礙，乃至癱瘓。氟還能引起神經(jīng)系統(tǒng)障礙，由于氟直接損傷神經(jīng)系統(tǒng)或骨骼病變壓迫中樞神 經(jīng)，也會(huì)造成相應(yīng)的癥狀和體征。另外，氟對(duì)肌肉、腎臟、甲狀腺、甲狀旁腺等也產(chǎn)生不同程 度損害。人體對(duì)氟的過(guò)量的攝入帶來(lái)諸多的危害，因此，除氟材料的開(kāi)發(fā)與研究具有非常重 要的意義。目前，水體除氟的方法主要有化學(xué)沉淀法、混凝沉降法、吸附與離子交換法及電凝 聚法、電滲析法、反滲透法等，除氟試劑主要有石灰、硫酸鋁、氯化鋁、骨炭、沸石、氧化鋯、活 性氧化鋁、活性氧化鎂等。但是用這些方法以及這些試劑處理的出水難以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)， 而且處理工序復(fù)雜、流程諸多、效果不佳、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水體除氟的方法，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調(diào)節(jié)含氟水體的pH至4 5 ；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經(jīng)過(guò)70 90min的充分?jǐn)嚢?后過(guò)濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比為2000 4000 5。優(yōu)選地，步驟a)所述磷酸三鈣粉末的粒徑小于420 μ m ；步驟b)以鹽酸調(diào)節(jié)所述 含氟水體的PH至4 5，優(yōu)選pH值為4 ；步驟c)所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中 氟的質(zhì)量比為4000 5。
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本發(fā)明能夠達(dá)到以下技術(shù)效果本發(fā)明所提供的除氟方法可以顯著去除水體中的 氟，并且除氟率高，而且磷酸三鈣的除氟容量也很高。適當(dāng)?shù)脑黾恿姿崛}的用量可以提高 除氟率，使水體氟含量達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)除氟試劑磷酸三鈣來(lái)源充足，且價(jià)格低，操作 簡(jiǎn)單，除氟率高，除氟劑的除氟容量高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的 理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1以正交實(shí)驗(yàn)法找出本發(fā)明水體除氟方法的優(yōu)化條件實(shí)驗(yàn)步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調(diào)節(jié)含氟水體的pH至4 5 ；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經(jīng)過(guò)70 -后過(guò)濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比為正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及操作方法按照下表對(duì)實(shí)驗(yàn)中各試劑進(jìn)行定量加入測(cè)定含氟水體的氟含量為5. 881mg/L, 取50mL含氟水體，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至指定的值4、5、6(pH值不宜小于4，因?yàn)橛秒x子選擇 電極法測(cè)定F離子的濃度會(huì)存在較大的誤差，而且太多鹽酸的加入提高了水體的酸度，會(huì) 對(duì)水體產(chǎn)生二次污染，而且成本也會(huì)變高)，向此含氟水體中加入一定質(zhì)量(0. 20g、0. 4g、 0. 6g)的粒徑小于420 μ m(即過(guò)40目篩)的磷酸三鈣粉末，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間(80min、120min、 160min)的充分?jǐn)嚢瑁瑴y(cè)定最終水體的氟含量(扣除空白值)，計(jì)算出磷酸三鈣的除氟率 (%)以及除氟容量(mg/kg)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表中。
-90min的充分?jǐn)嚢?:2000 4000 5。
項(xiàng)丨丨以及因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果除氟率吸附容量實(shí)驗(yàn)編號(hào)t(min)pHm(g)CF(mg/L)(%)(mg/kg)18040.20.00299.9661469.828050.40.00599.915734.538060.6*\\\水平 412040.40.000100735.1512050.60.00199.983490612060.20.50991.3451343716040.60.000100490.1816050.20.0001001470.3916060.40.90784.577621.8實(shí)驗(yàn)3多次重J1操作實(shí)堪之所測(cè)出的數(shù)據(jù)均高于起初濃度(CF =5. 881mg/L)從上表可看出pH值為4 5的條件下除氟效果較好，攪拌時(shí)間SOmin即可吸附完 全，磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比約為4000 5的條件下除氟率可達(dá) 100%。
實(shí)施例2 用鹽酸調(diào)節(jié)含氟量為5. 881mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過(guò)40目篩)的磷酸三鈣粉末0.20g，經(jīng)過(guò)SOmin的充分?jǐn)嚢瑁瑴y(cè)定最終 水體的氟含量為0. 00aiig/L (扣除空白值)，除氟率高達(dá)99. 966%，磷酸三鈣的除氟容量達(dá)
1469.8mg/kg。實(shí)施例3 用鹽酸調(diào)節(jié)含氟量為5. 881mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過(guò)40目篩)的磷酸三鈣粉末0.20g，經(jīng)過(guò)SOmin的充分?jǐn)嚢瑁瑴y(cè)定最 終水體的氟含量為0. 000mg/L (扣除空白值)，除氟率高達(dá)100%，磷酸三鈣的除氟容量達(dá)
1470.3mg/kg。實(shí)施例4 用鹽酸調(diào)節(jié)含氟量為7. 611mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420 μ m(即過(guò)40目篩)的磷酸三鈣粉末0. 10g，經(jīng)過(guò)SOmin的充分?jǐn)嚢瑁瑴y(cè)定最終 水體的氟含量為2. 951mg/L(扣除空白值)，除氟率高達(dá)61. 23%，磷酸三鈣的除氟容量達(dá) 2330mg/kg。實(shí)施例5 用鹽酸調(diào)節(jié)含氟量為7. 611mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過(guò)40目篩)的磷酸三鈣粉末0.05g，經(jīng)過(guò)SOnmin的充分?jǐn)嚢瑁瑴y(cè)定最 終水體的氟含量為6. 600mg/L (扣除空白值)，除氟率達(dá)13.觀％，磷酸三鈣的除氟容量達(dá) 1025. 4mg/kg。以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范 圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種水體除氟的方法，其特征在于，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調(diào)節(jié)所述含氟水體pH至4 5；c)向步驟b)得到的水體中加入步驟a)所得磷酸三鈣粉末，經(jīng)過(guò)70 90min的充 分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比為2000 4000 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟a)所述磷酸三鈣粉末的 粒徑小于420 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟b)以鹽酸調(diào)節(jié)所述含氟 水體的pH至4 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟b)所述pH值為4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟c)所述磷酸三鈣的加入 量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比為4000 5。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水體除氟的方法，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調(diào)節(jié)含氟水體的pH至4～5；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經(jīng)過(guò)70～90min的充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質(zhì)量比為2000～4000∶5。本發(fā)明所提供的除氟方法可以顯著去除水體中的氟，并且除氟率高，而且磷酸三鈣的除氟容量也很高。適當(dāng)?shù)脑黾恿姿崛}的用量可以提高除氟率，使水體中氟含量達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102107938SQ201110003669
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者尹雪斌, 王張民 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州研究院