即时合成MgAl13-LDH处理高氟水的效果

作者：祁淑媛; 张亚龙; 郭飞刚; 郝莹珂; 马莹; 何静

来源：能源与环保, 2022, 44(10): 182-194.

DOI：10.19389/j.cnki.1003-0506.2022.10.030

• 层状双氢氧化物
• 高氟水
• Al13

高氟水在我国西北地区分布广泛，长期饮用高氟水易患全身性慢性疾病，甚至对人脑神经造成损害，使人丧失劳动能力。这不仅严重危害着当地人民的身体健康，也制约着当地的经济发展。层状双氢氧化物(LDH)具有优异的阴离子交换性能，在对高氟水的处理方面具有一定的优越性。通过以Al13即时合成的镁铝型LDH与以Al Cl3即时合成的镁铝型LDH对高氟水进行处理进行对比，考察了各个影响因素以及反应条件对处理效率的影响。结果表明，该技术对含氟5 mg/L以下的高氟水地下水有良好的处理效率，在最佳反应条件下，出水可以达到世界卫生组织(WHO)所规定的饮用水卫生标准，降低高氟水给人体带来的危害。即时合成LDH较为适宜的反应条件为:溶液p H值为10.5,Mg2+浓度为48 mg/L,Al13浓度为0.06 mmol/L,Ca2+浓度为20 mg/L，即Mg2+/Ca2+为2∶1，反应时间8min，该条件下氟离子去除率可以达到70%左右。此时Mg2+和Al13水解较完全，综合去除效果最好，且生成固体中没有发现其他的物相。通过Mg/Al13/Mg Al13-LDH的单独实验表明，相对于铝盐，即时合成LDH的去除效果更好。采用北大自来水为水样，在优化条件上，证明以Al13即时合成的镁铝型LDH比以Al Cl3即时合成的镁铝型LDH对F-的去除率更优。该方法可以在水处理过程中即时合成LDH，既能达到处理高氟水的目的，又省去了LDH在实验室合成过程中的复杂且严格的条件控制、固液分离、干燥以及粉碎等步骤。采用絮凝性能更好的Al13为金属离子M3+即时合成Mg Al-LDH，用以处理高氟水效果更好，为将LDH应用于实际水处理方面提供了参考。