我國西部礦區(qū)大多屬于高氟地層,煤炭開采使地層中的氟轉移至地下水造成地下水及礦井水氟含量超標。為解決氟污染問題,內蒙古自治區(qū)環(huán)保部門要求礦井水經過處理后必須達到地表Ⅲ類水標準（氟化物排放限值為1 mg/L）,這使得原本可以達標的礦井水因微量超標的氟化物而禁止排放。針對含氟礦井水氟化物排放限值低、處理水量大的特點,提出"聚合氯化鋁混凝沉淀+羥基磷灰石吸附"的梯級除氟方法,可不拆除原有礦井水處理站進行原位除氟。結果表明:①絮凝除氟時,PACl作為除氟劑對典型礦區(qū)含氟礦井水的除氟效果較好,其中質量分數為35%的Al₂O₃PACl的氟去除率高達91.37%,單獨處理后氟化物濃度低于0.6 mg/L,低于地表Ⅲ類水標準的氟化物排放限值;②吸附性能試驗以羥基磷灰石作為濾料時,準二級動力學模型可以較好地描述F^-在羥基磷灰石表面的吸附,吸附等溫線符合Freundlich模型,即吸附原理為多層化學吸附,主要為OH^-與F^-的置換。動態(tài)吸附試驗結果表明,以2 BV/h的水力條件吸附54 BV后出現穿透... 

【文章來源】：煤炭科學技術. 2020,48(09)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

含氟礦井水處理工藝流程

不同羥基磷灰石對F-的去除率及殘余濃度如圖3所示，圖3結果的試驗條件為:初始氟化物質量濃度為4.2 mg/L(原礦井水處理廠混凝沉淀后出水)，吸附劑投量為1.648 m/g,p H=7.12。3種商用羥基磷灰石吸附容量隨反應時間的變化規(guī)律通過動力學分析獲得。使用準二級動力學的線性回歸確定吸附過程偏向的動力學模型種類。準二級動力學吸附速率常數k1計算式為其中:qt為任意時間t時的氟離子吸附量，mg/g。根據時間的平方根相對于氟離子吸附量繪制時變吸附曲線，可給出內擴散(IPD)模型。IPD速率常數kp通過公式確定:

式中:c為常數。由圖3可知，反應45 min后，F-在羥基磷灰石表面基本可達到吸附平衡;Fe-HAP吸附F-的速率顯著快于另2種吸附劑，反應0.5 h后F-的吸附量為最大平衡吸附量的94%。反應1 h,H-HAP和N-HAP對F-的平衡吸附量分別達到1.01、1.54 mg/g。分別采用準二級動力學和PID模型對吸附過程進行擬合(表2)，結果顯示準二級動力學模型可以較好地描述F-在羥基磷灰石表面的吸附。不同羥基磷灰石對F-的吸附動力學模型參數見表2，通常使用2種等溫線模型來詳細描述吸附過程，即Langmuir或Freundlich的模型。Langmuir模型基于所有吸附位的吸附情況均相同且能量等效的均勻單層覆蓋率的假設。Freundlich模型假設在異質表面上有物理化學吸附。這2個模型的方程為

【參考文獻】：
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本文編號：3298069