Фторирование и обесфторивание воды

В практике отечественного водоснабжения в последнее время важное значение приобрела проблема содержания фтора в воде, который является активным биологическим микроэлементом. Для человеческого организма вредно как полное отсутствие фтора в питьевой воде, так и повышенная его концентрация. При длительном пользовании водой с концентрацией фтора ниже 0,5…0,8 мг/л происходит заболевание зубов (особенно у детей), называемое кариезом. При долгом употреблении воды с содержанием фтора выше 1.5 мг/л происходит другое заболевание зубов — флюороз. Кроме того, повышенная концентрация фтора в питьевой воде, при отсутствии в ней иода, вызывает заболевание щитовидной железы, так как фтор вытесняет иод из ее тканей.

Согласно существующим нормативам оптимальное содержание фтора в питьевой воде 0,8…1,2 мг/л. При содержании фтора в питьевой воде ниже 0,5 мг/л вводят фторсодержащие реагенты (обычно кремнефтористый натрий или аммоний). При содержании фтора в питьевой воде свыше 1.5 мг/л производят ее обесфторивание.

При фторировании воды возможны две технологические схемы: с сухим дозированием реагента и в виде раствора.

В первом случае в качестве реагента используют порошок кремнефтористого натрия, который вводят в растворную камеру и далее в обрабатываемую воду перед фильтрами.

Необходимую дозу фторсодержащего реагента (в мг/л) при фторировании воды находят по формуле.

где п — коэффициент, зависящий от места ввода фтора в обрабатываемую воду (п = 1 при вводе фтора после очистных сооружений, п = 1,1 при вводе фтора перед фильтрами или контактными осветлителями); а — содержание фтора в обработанной воде, мг/л; F— - содержание фтора в исходной воде, мг/л; К — содержание фтора в чистом реагенте в процентах (для кремнефтористого натрия — 60,6, кремнефтористого аммония — 63,9, фтористого натрия — 45,25); с — содержание чистого реагента в продажном техническом продукте в процентах (для кремнефтористого натрия высшего, I и II сортов — 59,4; 57,5 и 56,4, для фтористого натрия — 42,5; 38,0 и 36,2, для кремнефтористого аммония, выпускаемого одним сортом, — 59,4).

Во втором случае фторсодержащий реагент вводят в воду в виде раствора, приготовленного в сатураторе одинарного насыщения или в растворном баке.

Как показывает опыт, наиболее целесообразно вводить фтор в обрабатываемую воду до или после фильтровальных аппаратов. Эта сопряжено с минимальными потерями фтора.

Для удаления из воды избытка фтора применяют два основных метода:

• — осаждения, основанный на сорбции фтора осадком гидроксида магния или алюминия или фосфата кальция. Этот метод целесообразно применять при обработке поверхностных вод, когда, кроме обесфторивания, требуется еще осветление и обесцвечивание. Кроме того, этот метод используют для обработки подземных вод при необходимости их одновременного реагентного умягчения и обесфторивания;
• — фильтрации, основанный на обменной адсорбции ионов, при которой фтор удаляется в процессе пропуска обрабатываемой воды через сорбент. Этот метод наиболее эффективен при обесфторивании подземных вод, как правило, не нуждающихся в других видах кондиционирования, или в тех случаях, когда одновременно с обесфториванием необходимо еще и опреснение.

При обесфторивании методом фильтрации наиболее рационально применять фильтрование через слой активированного оксида алюминия. Технологическая схема состоит из скорых открытых или напорных фильтров, загруженных сорбентом. Регенерация активированного оксида алюминия производится 1,5%-ным раствором сульфата алюминия.