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氟是一种人体必不可少的微量营养元素,但人体中的氟超过一定浓度,则会引起氟中毒。目前仍有7700万人饮用氟含量超标的水,主要集中在广大农村地区,其中约500万人饮用氟含量超过5.0mg/L的水,严重影响着人体的健康和安全。迫切需要开发研究能满足农村和乡镇分散供水条件下经济适用的高氟饮用水处理技术。本文通过实验系统研究了骨炭、天然沸石和人造沸石的改性方法,确定了改性液的浓度、用量、改性温度、浸泡时间和吸附过程的固液比、吸附容量等主要技术参数,以及接触时间、pH值变化、氟离子溶液的初始浓度等因素对除氟效果的影响,并对最佳条件下的不同材料的吸附效果进行对比,对沸石改性前后进行了表征,初步探讨了吸附材料吸附作用机理。结果表明:改性后骨炭和天然沸石仅适用于处理3mg/L以下的氟离子溶液;人造沸石经以3%的氯化铵溶和5%的氯化铁溶液改性后可以使氟浓度为20mg/L的高氟水在12小时内处理达标。改用4%的硫酸铝钾溶液可使氟浓度为100mg/L的高氟水处理达标;原水pH值适用范围在6.58之间;扫描电镜结果显示沸石经改性液活化处理,能调整其孔道结构,活性比表面积明显增大,从而更好地吸附铝盐或铁盐及其水解产物,成为铝盐或铁盐的良好载体。当Fe3+或Al3+与孔道中联结得比较松弛的Ca2+、Mg2+、Na+等配位阳离子发生离子交换,置换出比自身数目更多的一价和二价金属离子,其结果会增大了沸石中的空间,同时与骨架负电荷作用力减弱,晶格密度降低,也使晶胞体积增大,提高去除水中氟离子的能力。同时,用Langmuir方程和Freunlich方程对沸石吸附体系进行了拟合处理,氢氧化钠—氯化铁改性的天然沸石和氯化铵—硫酸铝钾改性的人造沸石符合Langmuir等温吸附模型,其饱和吸附容量分别为0.367 mg/g和4.673mg/g,氯化铵—氯化铁法改性的人造沸石符合Freunlich等温吸附模型, 1/n为0.419,说明人造沸石对氟离子的吸附是有优势的。此外,对经3%NH4Cl和4%的KAl(SO)4溶液改性的人造沸石进行了再生实验,结果表明,该改性人造沸石有较好的应用前景。