吸附法處理含氟廢水
1996年，德國(guó)的一項(xiàng)專利是利用硅膠來(lái)除去水中的氟。1997年．曰本的另一專利中報(bào)道，一種除氟方法是在水中加入ca鹽，使得F與Ca形成CaF2，再加入AL(OH)3膠體等。這也是利用吸附法除氟。同年．日本又以AL3+與Ca2+共同作用，調(diào)整pH至適宜值，可大量除氟。美國(guó)、臺(tái)灣、印度對(duì)此也進(jìn)行了許多研究，如美國(guó)于1991成功的制得多孔微粒氧化鋯氟吸附劑。臺(tái)灣用一種已用的催化劑作為除氟劑，取得了很好的效果。I996年，印度同樣得到吸附氟離子效果很好的改性氟石。國(guó)內(nèi)這幾年也制得了許多效果很好的氟吸附劑。如改性氧化鋁吸附劑、兩性淀粉吸附劑、負(fù)載鑭改性纖維吸附劑等等，處理臺(tái)氟廢水具有明顯優(yōu)于其他氟處理劑的特點(diǎn)-根據(jù)所用的原料，可以將氟吸附劑分為臺(tái)鋁吸附劑、天然高分子吸附劑、稀土吸附劑和其他類吸附荊。
吸附是發(fā)生在兩相界面處的成分濃縮，吸附劑之所以具有良好的吸附特性，主要是由于它有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，或具有可以與吸附質(zhì)分子形成化學(xué)鍵的基團(tuán)，為此，吸附行為可分為物理吸附與化學(xué)吸附。一般吸附劑的吸附機(jī)理都是與Langmuir機(jī)理有關(guān)的。利用吸附劑表面與吸附質(zhì)之間的作用力來(lái)完成的。下面就它們的機(jī)理作一介紹。
1.含鋁類吸附劑吸附機(jī)理
活性氧化鋁之所具有較好的吸附性能，這與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。表面干燥的氧化鋁表面第一層由氧離子構(gòu)成，氧離子與第二鋁離子相連接，其量只為第二層氧離子的一半。因此，有一半的鋁離子將暴霹于表面上，第二層的氧離子正好符合AI2O3的AL/O比，與氟離于結(jié)合力較強(qiáng)。X光電子能譜的研究表明，活性氧化鋁對(duì)F的吸附是通過(guò)對(duì)NaF的化學(xué)吸附米實(shí)現(xiàn)的：
A12O3 +Na+ +F——AL2O3NaF
在一些水合的A12O3表面，F(xiàn)-可發(fā)生氫鍵吸附。
在物理吸附中，鋁鹽水解生成的AL3(OH)45+、AL7(oH)l7’4+和AL13O4(oH)l7‘7+等高價(jià)陽(yáng)離子，通過(guò)靜電作用吸附F-。
鋁鹽除氟常常與鈣鹽相結(jié)臺(tái)，主要是因形成了難溶的含氟化合物，如CaCI2和ALCL3合用時(shí)，形成一種由Ca、AL及F組成的絡(luò)臺(tái)物，但是其具件組分和結(jié)構(gòu)尚特進(jìn)一步研究。
分子篩又稱沸石，是一種水合硅酸鹽類，分子篩是一種籠形孔洞骨架的晶體，經(jīng)脫水后空間十分豐富，具有很大的內(nèi)表面積，可以吸附相當(dāng)數(shù)量的吸附質(zhì)。同時(shí)內(nèi)晶表面高度極化，晶體空隙內(nèi)部具有強(qiáng)大的靜電場(chǎng)起作用，微孔分布單一均勻，并且有普通分子般大小，宜于吸附分離不物質(zhì)的分子篩吸附的顯著特征之一就足它具有選擇啦咐性能。這種選擇吸附性能有兩種情況：一種是單純根據(jù)分子的形狀與大小來(lái)篩分子：另一種是根據(jù)分子極性、不飽和度、極化率來(lái)選擇吸附。此外分于篩還具有在低分壓（低濃度）及較高溫度下吸附能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
2.天然高分子除氟機(jī)理
一般高分子型吸附劑是兩性的。兩性高分于水處理劑可分為兩性淀粉、兩性纖維素、兩性植物膠。對(duì)于改性原料的選擇．世界各國(guó)依據(jù)各自的自然條件，側(cè)重點(diǎn)不同。我國(guó)目前改性植物膠為主要的水處理劑。
其中兩性淀粉的制各是淀粉葡糖糖苷中羥基的反應(yīng)活性，將其分別與陰、陽(yáng)離子醚化劑反應(yīng)得到的。陰離子一般是有羧基、磷酸基或磺酸基構(gòu)成的；陽(yáng)離子基團(tuán)是季胺基團(tuán)構(gòu)成的。如最早制備的兩性淀粉是用低取代度的陽(yáng)離子淀粉與正磷酸進(jìn)行熱反應(yīng)制成的。
兩性纖維素是以羧甲基纖維紊為原料，在堿性條件先與3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨反應(yīng)(或與三乙基氯化銨反應(yīng))，可以得到含有羧甲基又有季銨鹽基團(tuán)的兩性纖維素，這些活性基團(tuán)增加了它的吸附力。
兩性型殼聚糖吸附劑足以甲殼素為原料，在堿性條件下，與一氯乙酸反應(yīng)引入羧甲基，同時(shí)進(jìn)行水解脫乙酰基，制成的兩性殼聚糖，有優(yōu)越的吸附效果的。含有許多根據(jù)殼聚糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性制成的各種兩性殼聚糖，在水處理中發(fā)揮較好的效果。
至于茶葉質(zhì)鐵吸附劑的制備是利用了酚醛樹(shù)脂的反應(yīng)原理，茶葉中臺(tái)有許多酚基，用甲醛處理后就使得一部分酚基與甲醛反應(yīng)．生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分子龐大的多酚基、多羧基的化合物。減少茶多酚在水中的溶解度，茶葉質(zhì)中的多酚基和多羧基與Fe3+絡(luò)合，結(jié)合力很強(qiáng)的。F-是一種在無(wú)機(jī)離子中與Fe3+絡(luò)臺(tái)很強(qiáng)的絡(luò)臺(tái)劑，可以將茶葉質(zhì)中的絡(luò)合力相對(duì)較弱的有機(jī)物取代了，從而被吸附。但是在茶葉質(zhì)中的吸附機(jī)理較復(fù)雜，仍在進(jìn)行深入研究中。
3.稀土吸附劑除氟機(jī)理
鋯水合氧化物的離子交換與吸附性質(zhì)是由其表面羥基相關(guān)的質(zhì)子化反應(yīng)引起的。但是太多數(shù)的稀土用作吸附劑都是將稀土負(fù)載在大表面積纖維狀的物質(zhì)上。因?yàn)槔w維狀吸附劑具有較大的比表面積和較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，而稀土與F-的配位能力強(qiáng)。所以稀土金屬氧化物對(duì)水中的氟離子具有較高的吸附容量，較強(qiáng)的吸附選擇性。將它加載到纖維基體上可望得到集纖維本身特點(diǎn)與稀土元素對(duì)氟離子的高吸附容量及高選擇性于一體的氟吸附劑。
4.其他類吸附劑除氟機(jī)理
各類吸附劑的踩氟機(jī)理與各自的體系有關(guān)。如羥基磷酸鈣對(duì)氟離子的吸附是通過(guò)對(duì)CaF2的化學(xué)吸附來(lái)實(shí)現(xiàn)的；氫氧化鎂對(duì)氟離子的吸附機(jī)理與氫氧化鋁相似。由于各種除氟劑除氟機(jī)理的復(fù)雜性，許多除氟機(jī)理還在研究中。
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