氧化鋁在水處理廠的應(yīng)用 淄博贏馳陶瓷

氧化鋁（Al?O?）在水處理廠中具有多種應(yīng)用，主要利用其高比表面積、化學(xué)穩(wěn)定性、吸附性能及催化載體特性。雖然不如活性炭或聚合氯化鋁（PACl）那樣廣為人知，但在特定工藝環(huán)節(jié)中，氧化鋁（尤其是活性氧化鋁）扮演著重要角色。

以下是氧化鋁在水處理廠中的主要應(yīng)用：

1. 除氟（Defluoridation）

這是氧化鋁在水處理中最經(jīng)典和廣泛的應(yīng)用。

• 原理：活性氧化鋁（Activated Alumina）表面富含羥基（–OH），可通過配體交換和靜電吸附機制吸附水中氟離子（F?）。

• 適用條件：

• pH 值控制在 5.5–6.5 效果最佳（過高會降低吸附能力）；

• 進水氟濃度通常 < 10 mg/L；

• 可將氟降至 < 1.0 mg/L（滿足 WHO 和中國飲用水標準）。

• 再生：飽和后的氧化鋁可用 1% NaOH 溶液解吸，再用酸（如 H?SO?）中和恢復(fù)吸附能力，可循環(huán)使用數(shù)十次。

? 應(yīng)用于高氟地區(qū)（如華北、西北）的農(nóng)村集中供水工程或市政深度處理單元。

2. 除砷（Arsenic Removal）

• 活性氧化鋁對五價砷（As(V)）有良好去除效果，對三價砷（As(III)）效果較差。

• 通常需先將 As(III) 氧化為 As(V)（如加氯、臭氧或高錳酸鉀），再通過氧化鋁吸附。

• 去除率可達 90% 以上，出水砷濃度 < 10 μg/L。

3. 去除其他陰離子污染物

• 硒（Se）、磷酸鹽（PO?3?）、硅酸鹽（SiO?2?） 等也可被活性氧化鋁部分吸附，但選擇性較低，常受共存離子干擾。

• 在富營養(yǎng)化水體的深度除磷中偶有試點應(yīng)用。

4. 作為催化劑或催化劑載體

• 在高級氧化工藝（AOPs）中，γ-Al?O? 常用作負載型催化劑載體，例如：

• 負載 Fe、Mn、Ti 等金屬用于 Fenton 或類 Fenton 反應(yīng)；

• 負載 TiO? 用于 光催化降解有機污染物。

• 其高比表面積（可達 200–300 m2/g）和熱穩(wěn)定性有利于催化反應(yīng)進行。

5. 干燥與氣體凈化（間接應(yīng)用）

• 雖不直接處理水，但在水廠附屬系統(tǒng)中用于：

• 干燥儀表空氣、臭氧發(fā)生器進氣；

• 吸附壓縮空氣中的水分，防止設(shè)備腐蝕。

氧化鋁類型對比（水處理常用）

注意事項與局限性

• pH 敏感：吸附性能受 pH 影響大，需調(diào)節(jié)；

• 競爭離子干擾：SO?2?、Cl?、HCO?? 等高濃度時會降低氟/砷去除效率；

• 鋁溶出風(fēng)險：在低 pH（<5）條件下可能溶出微量 Al3?，需監(jiān)控出水鋁含量（國標限值 0.2 mg/L）；

• 再生廢液處理：含氟/砷再生液需專門處置，避免二次污染。

實際工程案例

• 中國河北某縣水廠：采用活性氧化鋁濾柱處理地下水（F? = 3.2 mg/L），出水 F? < 0.8 mg/L，運行周期 6 個月后再生。

• 印度農(nóng)村供水項目：大規(guī)模使用氧化鋁除氟裝置，成本低于反滲透。

總結(jié)

氧化鋁（特別是活性氧化鋁）在水處理廠主要用于深度去除氟、砷等有毒陰離子，是經(jīng)濟有效的吸附介質(zhì)之一。雖有一定操作要求，但在特定水質(zhì)條件下具有不可替代的優(yōu)勢。