Как видно, технологическая схема отличается громоздкостью, сложностью реагентного хозяйства, что объясняет ограниченность ее применения.

Дефторирование воды активированным оксидом алюминия обеспечивает наилучшие результаты по удалению фтора из подземных вод. Зернистый активированный оксид алюминия является наиболее дешевым сорбентом, простым в изготовлении и емким по поглощению фтора. При фильтровании обрабатываемой воды через активированный оксид алюминия происходит поглощение фтора сорбентом. В начале фильтроцикла содержание фтора в фильтрате близко к нулю. С течением времени поглотительная способность уменьшается и при достижении 1,5 мг/л рабочий цикл обесфторивания воды прекращается, так как сорбент нуждается в регенерации. Регенерация сорбента производится пропуском через него раствора едкого натра или сульфата алюминия. В процессе регенерации из сорбента вытесняется поглощенный им фтор. После регенерации сорбент отмывается водой для удаления продуктов регенерации и не прореагировавшего реагента.

Сорбционная способность активированного оксида алюминия может быть повышена применением для регенерации сорбента вместо раствора едкого натра раствора сульфата алюминия. При этом в процессе удаления фтора из воды активированный оксид алюминия действует как анионит (АН), заряженный при регенерации обменными ионами S042-. Этот процесс описывается следующей реакцией:

Уместно отметить, что при этом происходит поглощение не только ионов фтора, но и бикарбонатных ионов:

По данным Е. Ф. Золотовой, поглощение активированным оксидом алюминия ионов фтора происходит интенсивнее, чем бикарбонатных ионов.

В процессе обесфторивания воды в результате ионного обмена происходит увеличение концентрации в фильтрате сульфатных ионов. Количественно это увеличение эквивалентно уменьшению концентрации суммы ионов фтора и бикарбонатных ионов. Однако, известно, что содержание сульфатов в питьевой воде регламентируется. Согласно ГОСТ 2874—82, оно не должно превышать 500 мг/л. Поэтому увеличение содержания сульфатов при обесфторивании воды необходимо учитывать при проектировании и расчете комплексов по улучшению качества воды.

Исследования, выполненные в институте ВОДГЕО, показали что для загрузки обесфторивающих фильтров может быть использован оксид алюминия, выпускаемый отечественной химической промышленностью. Однако, перед загрузкой его необходимо подвергнуть вторичной активации прокаливанием при 800°С в течение 3 ч. После остывания его смачивают 15%-ным раствором кальцинированной соды и снова прокаливают при 800° С в течение 30 мин. Перед введением фильтра в работу загрузку необходимо взрыхлить, отрегенерировать 2%-ным раствором едкого натра и нейтрализовать избыток щелочи 0,5%-ным раствором соляной кислоты.

Основными технологическими сооружениями рассматриваемого метода обесфторивания воды (см. рис. 16.6) являются скорые напорные или открытые фильтры, загруженные оксидом алюминия. Помимо фильтров установка по удалению фтора из воды должна иметь реагентное хозяйство для приготовления регенерационных растворов, баки для хранения воды, необходимой для взрыхления и отмывки сорбента, также насосное и воздуходувное оборудование.

Рассматриваемая технологическая схема отличается известной простотой, возможностью компактного решения планировки станции, надежностью при эксплуатации. Кроме того, обесфторивание воды по данному методу позволяет получить наибольший технико-экономический эффект, так как себестоимость обработки воды здесь минимальная по сравнению со всеми ранее рассмотренными методами.

Обесфторивание воды, на алюмомодифицированных материалах показывает, что после обработки солями алюминия песка, керамзита, дробленого клиноптилолита и других фильтрующих загрузок они способны эффективно извлекать из фильтруемой воды фтор — ионы. Максимальной сорбционной емкостью по фтору из рассматриваемых материалов обладает алюмомодифицированный клиноптилолит, который в естественной форме фтор из воды практически не извлекает. Механизм сорбции фтора алюмомодифицированным клиноптилолитом может быть представлен следующим образом. При контакте алюмосодержащего реагента с клиноптилолитом (Кл), который является природным катионообменником, в последнем замещаются обменные катионы Са2+, Mg2+, Na+ на катионы алюминия из раствора — модификатора: