專利名稱：高效改性降氟凈水濾料的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理濾料的生產(chǎn)技術(shù)，具體地說是一種高效改性降氟凈水濾料的制備工藝。
2、技術(shù)背景1)了解氟元素氟是人體中最活潑的生理元素，可抑制或刺激某些酶素的活動，大部分氟化物存在于巖石內(nèi)，人體過量吸收會引起氟中毒。
2)地方性氟中毒的認識、分布及危害地方性氟中毒是在富氟區(qū)的特定地質(zhì)條件影響下，人在這個環(huán)境中生活，長期通過飲水攝入超過生理需要的氟，而引起的一種慢性中毒疾患，臨床上主要是氟斑牙和氟骨癥，是一種嚴重危害人類健康的地方病。
地方性氟中毒在在全世界分布甚廣，五大洲三十多個國家已有報道。我國氟中毒病區(qū)的分布也很廣，包括北京、內(nèi)蒙、山東、寧夏等眾多地區(qū)。
氟中毒對病區(qū)人體的摧殘十分嚴重，對生產(chǎn)力的破壞也相當大，給病區(qū)人民的生活造成了沉重的負擔。
3)改水降氟的必要性地方性氟中毒危害極大，已被人們認識，國外的研究工作開展較早。在我國，研究工作雖然開展較晚，但經(jīng)過許多專業(yè)人員的努力，也有了一定進展，對認識氟中毒的發(fā)病規(guī)律和開展防治工作，起到了重要作用。但是，預防地方性氟中毒的根本措施，主要還是改水，改水的主要措施除了就地找低氟水源、外地引低氟水外，采用理化法降氟改水也是一個很重要的途徑，究竟采用何種方法降氟改水，要根據(jù)中毒病區(qū)的自然條件和經(jīng)濟條件選擇。
4)目前，國內(nèi)外降氟改水的方法國內(nèi)外降氟改水方法主要由投藥法、離子交換吸附法和電化學法三種。
投藥法又包括硫酸鋁法降氟、明礬法降氟、堿式氯化鋁法降氟、石灰石法降氟、膨脹土法和磷酸鈣法降氟等；離子交換吸附法又包括活性氧化鋁法降氟、磷酸鹽法降氟、離子交換樹脂法降氟、磺化煤降氟、磺化木屑法降氟和骨粉法降氟等。投藥法通常利用鋁鹽的絮凝沉降原理降氟，該法操作簡單，容易掌握，但有一定的副作用；離子交換吸附法選用不同的濾料，根據(jù)濾料與F發(fā)生的離子交換吸附特性，采用塔式操作，組成兩個過濾床，交換與再生交替使用的離子交換吸附法降氟。該法設(shè)備簡單，與硬水軟化相似，操作簡便。國內(nèi)還有采用氧化鋁和石英砂研制除氟濾料的方法，但是價格昂貴，不易推廣。
3、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡單、制得的濾料不僅具有很好的凈水性能，還可通過再生劑作再生處理，使再生濾料仍具有很強再生性能的高效改性降氟凈水濾料的生產(chǎn)技術(shù)。
本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，包括濾料的制備和濾料的再生，濾料的制備步驟是以含有SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O和H2O+等成分的鋁硅酸鹽礦石為原料，鋁硅酸鹽礦石可選取火山沉積巖或火山侵入巖或兩者的混合物，粉碎后，篩選出粒度在10-30目的礦石原料于100℃-800℃的高溫下活化處理1-2小時，粒度的選取以10-20目為佳，溫度最好控制在350℃-450℃之間，高溫活化處理完畢，冷卻到室溫后用水予以沖洗，以除掉雜質(zhì)離子，最后再用濃度為2-4mol/L的硫酸鋁溶液進行改性處理2-5小時即得凈水濾料；濾料的再生步驟是濾料與含氟水反應(yīng)失去活性后用濃度為2-4mol/L的硫酸鋁溶液作再生劑浸泡4-10小時以上便可重復使用，濾料使用后的再生處理，分靜態(tài)浸泡和動態(tài)逆流兩種處理方式，靜態(tài)浸泡再生必須在6-10小時以上，動態(tài)逆流再生必須在4-8小時以上，再生處理后的廢棄液用氧化鈣進行處理，以除去液體中飽和的F-，以防將液體直接排放給環(huán)境帶來污染。
本發(fā)明的有益效果是，采用該工藝生產(chǎn)的濾料吸附性能好，能大大降低高氟水中氟離子的濃度，濾料經(jīng)過再生處理后仍可繼續(xù)降氟，且有越用越好的趨勢，同時，這種濾料還具有耐磨性好、機械強度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
具體實施方式
1)濾料的制備選用適量的優(yōu)質(zhì)火山沉積巖，用粉碎機粉碎后，選取粒度在10-20目之間的顆粒，在400℃高溫下灼燒活化處理，灼燒完畢，自然冷卻到室溫后用水沖洗，最后再用濃度為2-4mol/L的硫酸鋁溶液進行改性處理2-5小時即得凈水濾料。
2)濾料的填充和預處理將制得的凈水濾料裝入底部帶有篩板的過濾罐中，篩板上面放一層20目的尼龍格網(wǎng)，網(wǎng)上鋪10-20毫米粒度的上述濾料30厘米厚，然后裝入10-20目粒度的上述濾料至充滿交換吸附柱。
3)運行操作開啟出水閥，讓水流以2.8m/h的流速流過濾料，過濾水先從取樣檢查口排放，并及時用測氟器檢查排出水中氟的濃度，當達到標準即小于1mg/L后，關(guān)閉取樣檢查口，打開流入凈水池的閥門，此水以供飲用。正常運行時，間隔2小時取樣檢查一次，當氟濃度超過標準即大于1mg/L時，立即關(guān)閉閥門，測算凈水處理量。
4)再生處理運行結(jié)束，從取樣檢查口將交換吸附柱內(nèi)的余水排空，注入硫酸鋁再生液，排放5-10分鐘，用PH試紙檢查，當PH等于4.5左右時，關(guān)閉閥門，再生液以超過用上述方法制得的濾料高度即可，浸泡6小時，再隔2小時排放一次，分四次將再生液排凈，開啟進水閥門，按運行操作方法繼續(xù)運行。
濾料的使用周期經(jīng)不低于200次的反復使用證明，采用該生產(chǎn)工藝制得的濾料經(jīng)過再生處理后降氟，有越用越好的趨勢。從濾料的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)來看，這種無機離子交換吸附劑確實在耐磨性、機械強度和穩(wěn)定性方面具有特殊的優(yōu)點。
本發(fā)明的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有原料易購、工藝簡單、生產(chǎn)成本低、易于加工、使用方便、凈水效果好等特點，因而，具有很好的推廣使用價值。
權(quán)利要求
1.高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，其特征在于以鋁硅酸鹽礦石為原料，粉碎后，將粉碎粒度在10-30目的礦石原料于100℃-800℃的高溫下活化處理1-2小時，冷卻到室溫后用水予以沖洗，最后再用濃度為2-4mol/L的硫酸鋁溶液進行改性處理2-5小時即得凈水濾料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，其特征在于鋁硅酸鹽礦石為火山沉積巖和火山侵入巖的一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，其特征在于最好選擇粉碎粒度在10-20目的礦石原料進行高溫活化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，其特征在于進行高溫活化處理時溫度最好控制在350℃-450℃之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，其特征在于濾料與含氟水反應(yīng)失去活性后可用濃度為2-4mol/L的硫酸鋁溶液作再生處理，其處理方式分靜態(tài)浸泡和動態(tài)逆流兩種，靜態(tài)浸泡再生必須在6-10小時以上，動態(tài)逆流再生必須在4-8小時以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效改性降氟凈水濾料的制備工藝，屬于水處理濾料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包括濾料的制備和濾料的再生，濾料的制備是以鋁硅酸鹽礦石為原料，粉碎后，將粉碎粒度在10－30目的礦石原料于100℃－800℃的高溫下活化處理1－2小時，冷卻到室溫后用水予以沖洗，最后再用硫酸鋁溶液進行改性處理2－5小時即得凈水濾料；濾料的再生是濾料與含氟水反應(yīng)失去活性后用濃度為2－4mol/L的硫酸鋁溶液作再生劑浸泡4－10小時以上便可重復使用。本發(fā)明的高效改性降氟凈水濾料的制備工藝和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有原料易購、工藝簡單、生產(chǎn)成本低、易于加工、使用方便、凈水效果好等特點，因而，具有很好的推廣使用價值。
文檔編號B01D39/04GK1616145SQ20031010550
公開日2005年5月18日 申請日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者李書偉 申請人:李書偉