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氟是人体必需的微量元素之一,在自然界分布很广,均以化合物形式存在,饮用水适宜的氟浓度为0.5~1.0mg/L。长期饮用高氟水,会引起地氟病。沈阳市农村饮水型地方病问题主要就是高氟水。本文从沈阳地区高氟水形成机理和除氟技术研究两方面出发,为解决沈阳地区高氟水问题提出可行性方案。 本论文通过收集沈阳地区气象和水文地质资料,采集地下水样和岩层土样进行检测,使用单因素评价法对沈阳农村地区饮用水作了评价,并对沈阳地区高氟区分布特征进行了分析。 从气象、水文地质、地层岩性等多方面因素综合分析了沈阳地区高氟水的形成机理,具体如下:①地形低洼②气候干旱、蒸发量大于降水量③河湖水与地下水闭流,地下水径流迟缓与排泄不畅④岩石和土壤中含氟矿物多、土壤多碱性盐渍土、地下水化学类型为HCO3--Cl--Na+型或HCO3--Na+-Ca2+型、浅层含水层底部有隔水的粘土层⑤人为因素:康平地区萤石矿的开采以及农村农业生产中对含氟农药和化肥的使用。 通过文献总结了现阶段农村除氟改水的主要措施:①寻找新型水源②人工除氟。结合该地区高氟水特征和当地矿产资源情况,选择壳聚糖改性活化沸石对高氟地下水处理,其中沸石为沈阳市法库县产沸石。 沸石改性方法:采用马弗炉180℃加热和1mol/L的NaOH溶液浸泡12h的方式对沸石进行活化,然后利用0.2%的壳聚糖乙酸溶液浸润活化沸石8h,制成两种粒径壳聚糖改性沸石(沸石a:18~40目,沸石b:φ0.4~4mm)。通过电镜扫描对改性沸石的改性情况进行了表征。 通过静态实验探究了沸石除氟最优实验条件(影响因素为pH、振荡时间、温度、投加量)、干扰离子对除氟的影响、以及改性沸石再生实验。研究表明:壳聚糖改性沸石去除氟离子既符合Langmuir吸附式也符合Freundlich吸附式,表明吸附既有物理吸附也有化学吸附。 动态穿透实验利用沸石b装柱,以流速为900ml/h处理3mg/L含氟废水,经过13h后,出水水样超过国家标准1.0mg/L,形成穿透。 通过与其它人工除氟方法以及打防氟井等比较,认为采用打防氟井方法处理沈阳农村地区高氟水问题为最适宜方法。