(16.3)

где Э — эквивалентная масса вводимой в воду соли магния, мг; для MgS04 — 60,2, для MgS04*7H20- 123,25, для MgCl2-47,7 для MgCl2*6H20 — 101,65; Фисх — содержание фтора в исходной воде, мг/л; Жм§ — магнезиальная жесткость этой воды, мг-экв/л; 2 —расход солей магния, мг-экв/л, на удаление 1 мг фтора из 1 л обрабатываемой воды.

При этом необходимое количество извести Дсао для осаждения гидроксида магния определяется химической реакцией:

и может быть подсчитано по формулам при (Са2+)>Щ

где Дсао —доза извести, мг/л, считая на СаО; (СО2) — содержание СО2 в воде, мг/л; (Mg) — содержание Mg, мг/экв-л, в обрабатываемой воде после введения в нее количества магния, необходимого для сорбции фтора; (Са) — содержание в исходной воде кальция, мг-экв/л; Щ — щелочность исходной воды мг-экв/л.

Технологическая схема установки для обесфторивания природных вод сорбцией на гидроксиде магния состоит из вертикальногосмесителя, осветлителей со слоем взвешенного осадка с коническими или пирамидальными днищами и скорых осветлительных фильтров (см. рис. 16.5).

Обесфторивание воды солями алюминия основано на сорбции фтора осадком гидроксида алюминия. Это связано с образованием на поверхности твердой фазы малорастворимых фторидов. При этом эффективность процесса находится в обратной зависимости от рН воды. По мере снижения рН воды при постоянной дозе сульфата алюминия эффективность обесфторивания возрастает, что объясняется неоднородностью состава осадков при гидролизе сульфата алюминия при различных рН. При низких значениях рН в осадке преимущественно образуется основной сульфат алюминия — А1 (ОН) SO4, эффективность обесфторивания возрастает, уменьшается содержание в нем гидроксида алюминия, который сорбирует фтор в меньшей степени, чем основной сульфат алюминия. По данным В. В. Ломако, для обесфторивания воды при значениях рН, близких к нейтральным, требуются очень большие дозы серно-кислого алюминия. Поэтому удаление фтора из воды этим способом наиболее целесообразно вести при рН 4,3 5,0. При таких значениях расход сульфата алюминия на 1 мг удаленного фтора составит 25 30 мг/л. Следовательно, обесфторивание воды гидроксидом алюминия требует ее предварительного подкисления с последующим подщелачиванием для снижения коррозионного действия воды. Технологическая схема состоит из вертикального смесителя, осветлителей со взвешенным осадком и скорых осветлительных фильтров. Раствор кислоты для подкисления вводится перед смесителем, сульфат алюминия — в смеситель, известь для подщелачивания воды — перед фильтрами. Большие расходы кислоты и извести, а также необходимость точного дозирования реагентов делают этот метод обесфторивания воды дорогим и сложным в эксплуатации.

Удаление фтора из воды с помощью трикальцийфосфата основано на сорбции свежеобразованным трикальцийфосфатом, который связывает имеющийся в воде фтор в малорастворимое соединение— [Са9(Р04)6Са]F2, выпадающее в осадок. Расход трикальций — фосфата на удаление 1 мг фтора составляет 23 .30 мг. Этот процесс описывается следующей реакцией:

Скорость восходящего потока воды в слое взвешенного осадка принимают 0,6 .0,8 мм/с. Содержание фтора снижается с 5 до 1 мг/л при расходе реагента 30 мг на 1 мг удаленного фтора. В качестве технологической рекомендуется схема, представленная на рис. 16.5. Для получения трикальций фосфата в вертикальный смеситель вначале вводят известь, а затем раствор ортофосфорной кислоты. После этого вся масса воды передается в осветлитель и поступает в слой взвешенного осадка. Здесь протекает основная часть процесса, образуется малорастворимый фторид, который в осадкоуплотнителе выпадает в осадок. Весь цикл обработки воды заканчивается на скорых осветлительных фильтрах, где она освобождается от мелких хлопьев, не выпавших в осадок в осветлителе. После этого вода подвергается обеззараживанию, аккумулируется в резервуарах и насосами II подъема подается в сеть потребителя.