活性炭复合吸附材料去除饮用水中氟离子的研究(4)
（4）沸石分子筛：又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为：[M2(I)M(II)O.Al2O3.nSiO2. mH2O。式中M2(I)和M(II)分别为一价和二价金属离子，多半是钠和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和Al(OH)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石，一般n=2-10,m=0-9。沸石的特点是具有分子筛的作用，它有均匀的孔径，如3Å、4 Å、5 Å、10 Å细孔。有4 Å孔径的4 Å沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三个碳以上的正烷烃。它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。
（5）碳分子筛：实际上也是一种活性炭，它与一般的碳质吸附剂不同之处，在于其微孔孔径均匀地分布在一狭窄的范围内，微孔孔径大小与被分离的气体分子直径相当，微孔的比表面积一般占碳分子筛所有表面积的90%以上。碳分子筛的孔结构主要分布形式为：大孔直径与碳粒的外表面相通，过渡孔从大孔分支出来，微孔又从过渡孔分支出来。在分离过程中，大孔主要起运输通道作用，微孔则起分子筛的作用。以煤为原料制取碳分子筛的方法有碳化法、气体活化法、碳沉积法和浸渍法。其中炭化法最为简单，但要制取高质量的碳分子筛必须综合使用这几种方法。
目前国内外除氟方法较多，但最终因费用太高及根除方法复杂，因此都没能根本解决。目前国内外处理含氟废水的方法有多种，常用的方法主要有沉淀法、混凝法，除此之外，还有电凝聚法、离子交换法、电渗析法、反渗透法、吸附法。这些方法中，离子交换法对水质要求严格，成本费用高；反渗透法及电凝聚法耗电量大，装置复杂，设备昂贵；因而都极少使用。而吸附法吸附剂价格较为实惠，使用起来简便，除氟效果好，适合广大农村地区使用，尤其对于像盐池这样地广而贫瘠的地方。因此，本课题设计的高效吸附材料对水体中的氟离子有较好的去除效果，其应用前景是广阔的。
1.2.2 除氟技术
（1） 沉淀法
几种典型的沉淀方法主要有石灰沉淀法、磷酸盐沉淀法和冰晶石沉淀法。对于较高浓度的含氟废水，投加石灰，使氟离子与钙离子生成氟化钙沉淀除去。石灰和硫酸钙价格便宜，但溶解度较小，只能以乳状液形式投加。由于生成的氟化钙沉淀包裹在Ca(OH)2或CaSO4颗粒表面，使之不能被充分利用，因而用量很大；投加石灰乳时，即使其用量大到使废水pH达到12，也只能使废水中氟的浓度下降到15 mg/L左右，且水中悬浮物含量较高。采用可溶性钙盐(CaC12)和石灰联合处理是钙盐沉淀法的一大进步。可溶性钙盐代替石灰，最终都是以难溶性氟化钙加以固定。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点。但新生成的氟化钙在水中有一定的溶解度(常温时为16.3 mg/L)。此外，废水的某些组分如SO42-等阴离子会吸附在新形成的氟化钙微细晶粒表面，减缓氟化钙晶粒的进一步生长，致使氟化钙沉淀不易从水中析出。因此处理后废水往往含氟量为20～30 mg/L，仍高于国家排放标准(10 mg/L)，很难达标。另外还存在泥渣沉降缓慢、脱水困难等缺点。
（2） 混凝法
混凝沉淀法[20]主要采用铁盐和铝盐两大类混凝剂除去工业废水中的氟。其机理是利用混凝剂所含金属离子在水中形成细微的胶核或绒絮体，这些带正电的胶粒吸附水中的F-，使胶粒相互凝聚为较大的絮状物沉淀，以达到除氟的目的。絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点。混凝剂经混凝作用在含氟水中产生絮状混凝吸附降氟。但絮凝沉淀处理费用较大，产生的污泥量多，氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-、Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定。此外，大量的铁盐、铝盐投加会造成出水中铁、铝离子浓度增高，而水中过量铁、铝离子对人体的危害己越来越引起人们的关注。