除氟水处理设备及设计方案

饮用水氟超标处理在国际上也是一个难题，尤其是低成本高效率的处理技术比较少。我公司开发的分子筛技术，对氟化物去除率为75-85％，运行成本0.1-0.6元/吨（根据水中氟化物的含量确定），各项指标均达到世界先进水平。

 

GLE3-2500型全自动除氟器为我公司标准配置产品。它采用固定单层床工艺，顺流再生。当除氟器工作时，源水自上而下通过分子筛层，水中的氟化物不断被分子筛吸附而除去。

 

当出水达到一定量时，一级罐中的分子筛会饱和，失去交换能力，须退出运行进行再生。此时出水由其他罐提供，保证连续出水。

 

再生时要求先对分子筛进行反洗，以去除可能截流的悬浮物等杂质，同时松动分子筛。然后从罐上部进药液，再生废液通过排污阀排出。药洗结束后，最后进行正洗工艺，彻底清除分子筛层中残留的药液。再生过程中药液通过喷射器自动吸入，并自动混合到预定浓度后送入交换器，再生剂浓度可通过阀门自由调节。

 

采用2台设备同时运行，分别再生。单台设备额定出水量为10m3/h。当其中的任一台设备失效时，该失效罐自动退出运行，启动再生程序。再生结束后自动投入运行。

 

整个系统采用全自动控制，以流量控制运行终点，顺流再生。每台罐的工作状态依次为：运行→再生（反洗、吸药、置换、正洗）→ 运行。同时为保证生产用水的需要，控制系统禁止两台设备出现同时再生的情况。

 

 

 

工艺特点

 

< 1>、采用全自动控制，经过有经验的水处理工程师调试完毕后，无须专人看管，大大减少了由于人为因素造成的设备运行故障。

 

< 2>、同时运行分别再生的处理工艺，大大提高了设备和分子筛的利用率。减少了设备投资费用。

 

< 3>、采用我公司生产的专用控制器GLC流量控制器和GLA多阀控制器，实现设备的模块化控制。大大简化的控制系统的控制程序，而且控制器的设定与操作，无须专业工程师。

 

< 4>、控制阀门采用进口的气/液动隔膜阀，阀门性能稳定可靠，使用寿命长。大大减小了由于阀门造成的电路故障。

 

 

零部件说明

 

< 1>、控制器：以GLC流量控制器为核心，结合GLA多阀控制器的自动控制系统，可以设定周期流量,自动记录流量，达到预定值自动发出再生信号启动再生。能够自动实现设备运行与备用的切换。GLA多阀控制器在再生过程中可以给出两个开关信号，用来实现相关辅助设备的控制。

 

< 2>、SIGNET流量传感器(原装)：配合GLC流量控制器用于流量的计量。当水流推动涡轮转动时产生一个磁脉冲信号,由流量计上的探头传送给GLC流量控制器，由GLC自动累积流量。当累积流量达到流量设定值后，由GLC控制器给出信号，启动该罐的GLA多阀控制器，实现再生工艺。流量传感器由工程塑料制造，强度好，使用寿命长，耐腐蚀。

 

< 3>、气/液动隔膜阀：以色列原装进口阀门，阀门材质为工程塑料，耐腐性能优异，强度高，使用寿命长。

 

< 4>、 喷射器：喷射器安装在再生压力水口管路上，以正负压差产生的虹吸原理将再生液吸入软化罐。它采用UPVC材质，耐腐性能好。

 

< 5>、 树脂罐体：采用φ1200×2200玻璃钢罐体。

 

< 6>、药液计量箱：采用φ500×<100mm> 的PE材质箱体。

 

< 7>、设备本体管路：采用upvc管路,外形美观，耐腐蚀。

 

 

分子筛

 

活化火山岩分子筛的结构特性

 

火山岩是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质，是30多种火山岩石族矿物的总称。在世界40多个国家的火山碎屑沉积岩中，已发现有1000多处火山岩石产地。常见的主要矿物有钠性火山岩石、钙性火山岩石等，它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其化学通式可以表示为：(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y•[Alx+ySin-(x+2y)O2n]•mH2O。其中，x为碱金属离子个数，y为碱土金属离子个数，n表示铝硅离子的个数之和，m表示水分子的个数。

 

构成火山岩结晶阴离子型架状结构的最基本单位是硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体。在这种四面体中，中心是硅（或铝）原子，每个硅（或铝）原子的周围有4个氧原子，各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来，形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带有1个负电荷，为保持电中性，附近必须有1个带正电荷的金属阳离子（M+）来抵消极性（通常是碱金属或碱土金属离子）。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱，具有很大的流动性，极易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后的火山岩石结构不被破坏。火山岩石的这种结构决定了它具有离子交换性。

 

火山岩石具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总体积的40%～50%，独特的晶体结构使其具有大量均匀的微孔，孔径大多在1nm以下。其均匀的微孔与一般物质的分子大小相当，由此形成了分子筛的选择吸附特性，即火山岩石孔径的大小决定了可以进入其晶穴内部的分子大小，只有比火山岩石孔径小的分子或离子才能进入。

 

火山岩石的这种结晶阴离子型架状结构产生了特定的阳离子选择顺序，这是由该结构产生的静电吸附选择效应和分子筛选择效应共同形成的。一方面，每一种火山岩石都有自己特定的结晶阴离子格架并产生各自特定的电场，各种阳离子与每种火山岩石格架及其相关的电场间相互作用的方式不一样，使得火山岩石与各种阳离子的亲和力也不一样，产生了特定的阳离子静电吸附选择效应；另一方面，各种阳离子在水中形成的水合离子半径不同，使得进入火山岩石微孔的难易程度不同，从而产生了分子筛选择效应。

 

 

火山岩石对不同阳离子的选择吸附性可由选择性系数表示，即KaB=（A）znA（Bn）nB/（B）znB（An）nA，式中（An），（Bn）表示阳离子A及B在平衡溶液中当量浓度；（A）z，（B）z表示阳离子A及B在火山岩石上的当量部分；nA，nB表示在A及B的交换反应化学方程式中A及B的克分子数。

 

我公司经过7年研究实验，利用火山岩天然特性，进行活化深度处理，将其改良成分子筛结构，并针对国内饮用水氨氮，氟超标情况，研制出专用除氨氮，专用除氟的火山岩活化分子筛，其处理效果，运行成本均为国内首创，并已申请国家专利。

 

为了节约运行成本，本系统设置为单罐出水5 m3，2罐运行，交替再生。除氟的费用为0.3-0.6元/吨