ZGF 860 Fluorin poisto ioninvaihtohartsi

ZGF 860 Fluorine Remove Ion Exchange Resin

1. Johdanto:
ZGF 860 -fluoria poistava ioninvaihtohartsi on makrohuokoinen erikoishartsi. Se on makromolekyylikopolymeeri, jonka styreeni-DVB-matriisissa on aktiivinen alumiiniryhmä. Tällainen kemiallinen rakenne tekee fluorihapporadikaali-ionista helposti vedessä muodostavan stabiilin kompleksiyhdisteen, mikä pyrkii poistamaan ja vähentämään fluoripitoisuutta vedessä, jotta saavutetaan alle 1 mg/l:n kansallinen juomavesistandardi.

2. Tekninen ominaisuus

3. Toimintaperiaate

Fluori on hivenaine, jota esiintyy runsaasti luonnossa. Se on yleisiä mineraaleja, kuten fluoriitti, fluorapatiitti, kristallikivi, kiille, kalsiumkarbidi jne. Fluoria sisältävien mineraalien väkevää paikkaa kutsutaan runsasfluoridialueeksi. Kun vesi kulkee runsasfluoridisen kerroksen läpi, fluori liukenee ja esiintyy vedessä F-, HF- ja HF-2-muodossa. Teollisuuden saastuminen on toinen fluorin lähde luonnossa, kuten teollisuuden alumiini- ja fosfaattilannoitteet. Lisäksi hiilen polttaminen vapauttaa fluoria ympäristöön, mikä lisää veden ja ilman fluoripitoisuutta. Luonnonveden fluoripitoisuuden on raportoitu olevan useita mg/l tai jopa kymmeniä mg/l joillakin maamme alueilla. Fluorin toksikologisten tutkimusten mukaan se aiheuttaa hammasfluoroosia, kun F-pitoisuus saavuttaa 115 mg/l, ja se aiheuttaa luufluoridia sekä hermo- ja luustolihasvaurioita, kun F-pitoisuus saavuttaa 415 mg/l. Se vähentää entsyymijärjestelmän aktiivisuutta ja estää luun muodostumista. Myös muut tutkimukset osoittavat, että liiallinen fluorin saanti voi johtaa syöpiin, kuten suusyöpään ja rintasyöpään, joten fluorin saastuminen vedessä ja sen poistaminen on suuri ongelma. Tähän mennessä fluoria voidaan poistaa koaguloimalla, adsorptiolla ja kalvotekniikalla, mutta kaikilla niillä on yhteisiä haittoja: huono vedenlaatu käsittelyn jälkeen, pieni fluorin poistokapasiteetti ja korkeat kustannukset. Hyödynnä kuitenkin AL3+:n ja F-:n koordinaatiokemiallista ominaisuutta käyttämällä aminokarboksyylihappokelaattihartsia (funktionaalinen ryhmä —CH2—N(CH2COOH)2), joka poistaa AL3+:n 2–60 ml/l fluoripitoiseen veteen. Fluorin poistaminen kiinteästä nesteestä saavutetaan hyvällä tuloksella.
AL3+:lla on oktaedrimainen ligandikenttä. Se voi muodostaa tyydyttymättömiä komplekseja hartsiin latauduttuaan, vasen koordinaatiopiste yhdistyy veden kanssa. Kosketuksissa runsasfluorisen veden kanssa se voi korvata veden, koska sillä on vahvempi kyky koordinoida F-:n ja AL3+:n välillä. Tämä aiheuttaa ligandinvaihdon adsorption F-:n kiinnittymiseen ja lopulta kiinteän aineen ja nesteen erotuksen vedessä fluorin poistamiseksi. Kemiallinen kaava on seuraava:
R—CH2—N(COO)2AL（H2O）3X + 3F- → R—CH2—N(COO)2AL（F）3X + 3H2O.
Huom.: X on ainutlaatuinen anioni tasapainossa varautuneiden ionien kanssa; R on orgaaninen makromolekyyliryhmä.

4. Luo omaisuus uudelleen:

R—CH2—N(COO)2AL （F）3 X + 3OH- → R-CH2-N(COO)2 AL（H2O）3X + 3HF-