[發(fā)明專利]一種水體除氟的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110003669.2
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102107938A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹雪斌;王張民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/28
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 黃挺

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0.5～1mg/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，其過量和不足都會(huì)對人體帶來危害。

人體通過飲水、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，其中來自水1.4mg，占總攝入量的60％；食物1.0mg，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。人類對于氟的獲取主要來源于食物：海產(chǎn)品，茶葉，蘋果，牛奶，蛋，飲水等。人們?nèi)粘ｏ嬘盟恳话憧刂圃?.5～1mg/L。

氟攝取不足(水氟低于0.5mg/L)會(huì)引起齲齒、骨質(zhì)疏松、骨骼生長緩慢、骨密度和脆性增加等癥狀。過量的氟(水氟高于1mg/L)會(huì)引起氟斑牙、氟骨病，甚至?xí)鸱卸尽?/p>

地方性氟中毒在我國分布面非常廣泛，到目前為止，除上海市、海南省以外，我國其余各省、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。人體對氟的過量的攝入帶來諸多的危害，因此，除氟材料的開發(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70～90min的充分?jǐn)嚢韬筮^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420μm；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。

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源充足，且價(jià)格低，操作簡單，除氟率高，除氟劑的除氟容量高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，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70～90min的充分?jǐn)嚢韬筮^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。

正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及操作方法：

按照下表對實(shí)驗(yàn)中各試劑進(jìn)行定量加入：測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420μm(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末，經(jīng)過設(shè)定時(shí)間(80min、120min、160min)的充分?jǐn)嚢瑁瑴y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)見下表中。

^*實(shí)驗(yàn)3多次重復(fù)操作實(shí)驗(yàn)所測出的數(shù)據(jù)均高于起初濃度(CF＝5.881mg/L)