□趙領(lǐng)弟 董瑞海 顧寶群

河北省農(nóng)村高氟飲用水降氟技術(shù)探討

□趙領(lǐng)弟 董瑞海 顧寶群

針對(duì)河北省高氟飲用水分布廣、受影響人群范圍大的現(xiàn)狀，以及長(zhǎng)期飲用高氟水對(duì)群眾健康造成嚴(yán)重危害的問題，從實(shí)際應(yīng)用的角度探討了各種降氟技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)和適宜條件，為實(shí)現(xiàn)河北省農(nóng)村地區(qū)飲水安全提供技術(shù)支撐。

飲水安全；高氟水；降氟技術(shù)

河北省農(nóng)村居民飲水的主要水源為地下水，《河北省農(nóng)村飲水現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)估報(bào)告》指出，地下水氟化物含量超標(biāo)是影響河北省農(nóng)村飲水安全的主要因素之一。因此,采取有效措施治理高氟水，對(duì)保證農(nóng)村飲水安全，維護(hù)公眾健康具有十分重要的意義。

防治飲水氟中毒的方法，一是選擇適宜水源，二是采取飲用水除氟技術(shù)。高氟水區(qū)受自然條件所限，大多采用除氟方式獲得達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。目前國內(nèi)外較實(shí)用的除氟方法主要包括膜處理法、吸附法、混凝沉降法和電凝聚法等。

1.膜處理法

一是電滲析法。電滲析是以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過性去除氟離子的方法，可將含氟量從10mg/L降至1mg/L以下。

滄州市部分地區(qū)利用電滲析技術(shù)，實(shí)行聯(lián)村供水，解決了10萬余人的飲水問題。勝利油田臨盤采油廠基地將電滲析法與水礦化技術(shù)共同應(yīng)用于高氟、高鹽、低硬度飲用水的處理工藝。該方法不僅能較好地控制水中含氟量、含鹽量和水的硬度，而且能增加有益于人體健康的微量元素。成本計(jì)算表明采用“電滲析+礦化”工藝制水成本約2.25元/m3。電滲析技術(shù)降氟雖然運(yùn)行成本較高，但在高氟水病區(qū)，附近找不到低氟水源，有無法實(shí)現(xiàn)集中供水的情況下，仍可以選用。

二是反滲透法。反滲透法是借助于比滲透壓更高的壓力，改變自然滲透方向?qū)⑺畨合虬胪改は∪芤阂贿叺奶幚磉^程。常用的反滲透膜有醋酸纖維素膜、低壓復(fù)合膜等。

滄州鐵路地區(qū)深井反滲透降氟工程，設(shè)計(jì)規(guī)模1000 m3/d的降氟供水站。降氟站出水水質(zhì)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備穩(wěn)定，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該方法除氟分離效率高、易于自動(dòng)控制，適宜于苦咸高氟水地區(qū)的飲用水除氟；其缺點(diǎn)是膜的價(jià)格昂貴，對(duì)于分散的用戶處理高氟飲用水有一定的難度。

2.吸附法

吸附法是使水流通過吸附介質(zhì)，去除水中大部分氟的動(dòng)態(tài)過程。目前廣泛應(yīng)用的有活性氧化鋁法、骨炭法和沸石法等。利用吸附劑，可將氟含量10mg/L的飲用水處理到1mg/L以下，達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。但該降氟工藝需要大量硫酸鋁對(duì)濾料進(jìn)行活化和再生，勢(shì)必會(huì)增加攝入鋁的風(fēng)險(xiǎn)。

3.混凝沉淀法

混凝沉淀法是在水體中投入具有凝聚能力或與氟化物產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)后，氟化物隨膠體物質(zhì)凝聚或沉淀的方法。常用的混凝劑有氮化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁等。

混凝沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是所用藥劑價(jià)格便宜，易于采購；缺點(diǎn)是除氟后會(huì)產(chǎn)生大量污泥，水中的氯離子和硫酸根顯著增加，且含有大量溶解態(tài)鋁，使人們對(duì)健康更為擔(dān)心。

4.電凝聚法

電凝聚除氟是一種電解方法，采用鋁板作為電極，通直流電后，鋁板電解得到鋁離子，水解成礬花，強(qiáng)烈吸附氟離子和氟絡(luò)合物，從而達(dá)到除氟的目的。

該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單上馬快，對(duì)氟離子吸附能力強(qiáng)，無需再生、易于管理，對(duì)飲水者健康無不良影響等優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是影響除氟因素太多，且存在電極鈍化的問題。據(jù)報(bào)道，該方法可使水中氟含量由2.5mg/L降到0.5mg/L。適于含氟量較低的地區(qū)分散式供水。

5.結(jié)論

現(xiàn)有農(nóng)村運(yùn)行的飲用水降氟設(shè)備中，膜法降氟效果可靠，而且設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，有利于維持穩(wěn)定的除氟效果。對(duì)于氟含量較高，單村或少數(shù)村莊聯(lián)村供水的地區(qū)，可以優(yōu)先考慮電滲析設(shè)備；在供水規(guī)模較大，地下水水質(zhì)為中等礦化度以下地區(qū)，可以考慮反滲透設(shè)備?；炷恋矸ā⑽椒ǖ然瘜W(xué)方法雖然不能全面改善水質(zhì)，但其工藝簡(jiǎn)單，常用混凝劑和吸附劑價(jià)格便宜，在經(jīng)濟(jì)較為落后的偏遠(yuǎn)地區(qū)若采用分散式供水方式較為實(shí)用。電凝聚法除氟設(shè)備制水成本較高，在經(jīng)濟(jì)較好地區(qū)的分散式供水可以選用?！?/p>

2016-01-07

趙領(lǐng)弟，女，漢族，石家莊市水務(wù)局，政工師。

董瑞海，男，漢族，河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，高級(jí)工程師。

顧寶群，女，漢族，河北省水利科學(xué)研究院，高級(jí)工程師。