Фторирование и дефторирование воды

Общепризнано, что низкий уровень содержания фтора в водопроводной воде (от 0,4 до 1 мг/литр) способствует формированию зубной эмали и защищает зубы от кариеса. С другой стороны, избыток фтора разрушает эмаль и вызывает целый ряд заболеваний эндемического типа, которые обычно называют “флюорозами”: деформация зубов, окрашивание эмали, декальцинация, минерализация сухожилий, расстройства пищеварения и нервной системы и т.д. Эти проблемы могут возникать у отдельных людей при очень разных количествах продукта. Воду необходимо обрабатывать или очищать, как только в ней содержится более 1-1,5 мг/литр F-.

Поэтому, в зависимости от конкретного случая, необходимо рассмотреть возможность либо искусственного введения фтора (когда он не предусмотрен в другой форме, например, в зубной пасте), либо удаления этого элемента.

Фторирование

Фторирование в основном осуществляется в США. Фторирование осуществляться путем добавления в обрабатываемую воду следующий соединений:

- гексафторсиликат натрия: Na2SiF6, наиболее распространен;
- гексафторкремниевая кислота: H2SiF6;
- фторид натрия: NaF.

Этот вид обработки должен сопровождаться всеми надлежащими мерами предосторожности, касающимися персонала завода и возможности случайной передозировки.

Дефторирование

Некоторые природные воды содержат более 10 мг/литр фтора. Эта концентрация должна быть снижена примерно до 1 мг/литр; нормами СанПиН 2.1.3684-21 установлено содержание фтора 1,5 мг/литр.

При удалении фтора из воды используются следующие процессы:

1. Фильтрация через активированный оксид алюминия

Это наиболее широко используемый процесс. Фиксация ионов фтора обратима, и регенерацию проводят сульфатом алюминия или, предпочтительно, гидроксидом натрия и серной кислотой. Удерживающая способность может значительно варьироваться: в зависимости от исходного содержания фтора в воде, рН и общей солености, размера частиц материала и условий эксплуатации на литр продукта может быть зафиксировано от 0,3 до 4,5 грамм F– иона. Рекомендуется провести предварительные испытания в лаборатории, чтобы определить оптимальные условия и последствия для состава очищенной воды.

2. Коагуляция-флокуляция

Обработка сульфатом алюминия представляет собой еще один способ использования присоединение фтора к сернокислому глинозему, но потребность в коагулянте очень высока (от 50 до 150 грамм Al₂(SO₄)₃ на 1 грамм удаляемого F); поэтому его можно использовать только для сырой воды, требующей отстаивания и имеющей низкое содержание фтора.

3. Известкование

Этот метод можно использовать, но при рН > 10 и при условии, что вода имеет достаточно высокий уровень магния, поскольку именно оксид магния будет адсорбировать фтор. Считается, что для удаления 1 мг/литр фтора потребуется приблизительно 50 мг/литр магния.

4. Использование трикальцийфосфата

Присоединение фтора к этому соединению известно давно, поскольку значительные уровни фтора всегда обнаруживались в природных фосфатах, таких как апатиты, фосфориты (от 2 до 5%) и даже в костях. Возможно использовать следующее:

- либо натуральные продукты: костная зола (животный древесный уголь), либо костная пудра.;
- синтетический апатит, который может быть получен в воде с помощью контролируемой комбинации извести и фосфорной кислоты.

Когда необходимо удалить фторид-ион одновременно с чрезмерной минерализацией, лучшим решением может стать обратный осмос.