前言
我國高氟水分布廣泛，范圍遍及全國各省、市和自治區。氟中毒嚴重地損害著廣大群眾的身體健康，是我國一種主要地方病。 為了保障人民的身體健康，改善飲用水水質，我國已進行了大量的除氟試驗，目前已掌握了活性氧化鋁、電滲析、電凝聚、絮凝 沉淀、骨炭等方法，并在一些典范工程中實施和形成系列處理方法。為滿足飲用水除氟工程設計和管理的要求，特編制《飲用水 除氟設計規程》。
1 總 則
1.0.1 為指導我國飲用水除氟工程的設計，提高我國飲用水除氟設計技術水平、改善病區人民健康狀況，特制定本標準。
1.0.2 飲用水氟化物含量應符合《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—85)的規定，當氟化物含量大于1.0mg/L時應進行[除氟處理。]
1.0.3 本規程包括活性氧化鋁法、電滲析法、電凝聚法、絮凝沉淀法的有關技術規定。
1.0.4 本規程適用于新建、擴建或改建的城鎮、工業企業及農村的永久性飲用水除氟工程的設計。
1.0.5 需飲用水除氟的給水工程，其供水方式宜實行分質供水。對擴建、改建工程應充分利用原有的設施。
1.0.6 設計飲用水除氟工程時，除應符合本規程規定外，還應符合《室外給水設計規范》(GBＪ13—86)及國家現行有關標準的規定。
1.0.7 除氟凈化過程中產生的廢水及泥渣排放應符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—86)和《農用污泥中污染物控制標準》(GB 4284—84)的規定。
2.1 一般規定 電滲析器膜對電壓 表3.2.11 用 途 原水含鹽量(溶解性總固體) 3.2.12 電滲析器工作電流可根據原水含鹽量、含氟量及相應去除率、或通過極限電流試驗確定。 電滲析器電流密度 表3.2.12 原水含鹽量(mg/L) ＜500 500～2000 2000～10000 4.1 一般規定 5 絮凝沉淀法 5.0.1 本法適用于處理水量≤30ｍ3/ｄ；含氟量≤4mg/L的原水。 附錄Ａ 本規范用詞說明 執行本規范條文時，對于要求嚴格程度的用詞說明如下，以便在執行中區別對待。
2 活性氧化鋁法
2.1.1 本規范適用于以活性氧化鋁為濾料的除氟工藝。
2.1.2 除氟濾池的原水含氟量宜小于10mg/L，懸浮物不宜超過5mg/L。
2.1.3 當原水中含砷量超過[0.05mg/L]時，應通過試驗確定除氟的工藝參數。
2.2 濾 料
2.2.1 活性氧化鋁的粒徑不得大于2.5ｍｍ，一般宜為0.4～1.5ｍｍ。
2.2.2 活性氧化鋁應有足夠的機械強度。
2.3 吸 附
2.3.1 在原水接觸濾料之前，宜降低pH值，其降低值應通過技術經濟比較確定，一般宜調整到6.0～7.0之間。
2.3.2 原水可采用投加硫酸、鹽酸、醋酸等酸性溶液或投加二氧化碳氣體降低pH值，投加量應根據原水堿度和pH值計算或通過試驗來確定。
2.3.3 濾池的濾速可按下列兩種方式采用：
(1)當濾池進水pH值大于7.0時，應采用間斷運行方式，其設計濾速為2～3m/h，連續運行時間4～6h，間斷4～6ｘ。
(2)當進水pH值小于7.0時，可采用連續運行方式，其濾速為6～10m/h。
2.3.4 原水通過濾料層的流向可采用自下而上或自上而下方式。 當采用硫酸溶液調節pH值時，宜采用自上而下方式。[當采用二]氧化碳調節pH值時，宜采用自下而上方式。
2.3.5 單個濾池除氟周期終點出水的含氟量可稍高于1mg/L，并應根據混合調節能力確定終點含氟量值，但混合后處理水含氟量應不大于1.0mg/L。
2.3.6 濾料的周期吸附容量主要根據原水含氟量、pH值、濾速、濾層厚度、終點含氟量及濾料性能等因素來選定。
(1)當采用硫酸溶液調節pH值為6.0～6.5時，一般可為4～5g(F)/kg(Al2O3)。
(2)當采用二氧化碳調節pH值為6.5～7.0時，一般可為3～4g(F)/kg(Al2O3)。
2.3.7 單個濾池濾料厚度按下列規定采用：
(1)當原水含氟量小于4mg/L時，濾料厚度宜大于1.5ｍ；
(2)當原水含氟量在4～10ｍｇL時，濾料厚度宜大于1.8ｍ。
注：當采用硫酸調pH值，規模較小、濾速轉低時，濾層厚度可降為0.8～1.2ｍ。
2.4 再 生
2.4.1 當濾池出水含氟量達到終點含氟量值時，濾料應進行再生處理。再生液宜采用氫氧化鈉溶液，也可采用硫酸鋁溶液。
2.4.2 當采用氫氧化鈉再生時，再生過程可分為首次反沖、再生、二次反沖(或淋洗)及中和四個階段。當采用硫酸鋁再生時，上述中和階段可以省去。
2.4.3 首次反沖洗濾層膨脹率可采用30％～50％，反沖時間可采用10～15min，沖洗強度視濾料粒徑大小，一般可采用12～16L/ｍ2·s。
2.4.4 再生溶液宜自上而下通過濾層；再生液流速、濃度和用量可按下列規定采用：
(1)氫氧化鈉再生：可采用濃度為0.75％～1％ＮAOh溶液，氫氧化鈉的消耗量可按每去除1ｇ氟化物需要8～10ｇ固體氫氧化鈉來計算。。再生液用量容積為濾粒體積的3～6倍，再生時間為1～2h，再生液流速為3～10ｍ/h。
(2)硫酸鋁再生：濃度為2％～3％，硫酸鋁的消耗量可按每去除1ｇ氟化物需要60～80ｇ固體硫酸鋁｛AL2(sO4)3·18h2O｝來計算。再生時間可選用2～3h，流速可選用1～2.5m/h。
再生后濾池內的再生溶液必須排空。
2.4.5 二次反沖強度可采用3～5L/ｍ2s，流向自下而上通過濾層，反沖時間可采用1～3h。淋洗采用原水以1/2正常過濾流量，從上部對濾粒進行淋洗，淋洗時間0.5h，淋洗時間0.5ｈ。
2.4.6 采用硫酸鋁作再生劑，二次反沖終點出水pH值應大于6.5，含氟量應小于1mg/L。
2.4.7 采用氫氧化鈉作再生劑，二次反沖(或淋洗)后應進行中和。中和可采用1％硫酸溶液調節進水pH值至3左右，進水流速與正常除氟過程相同，中和時間為1～2h，直至出水pH值降至8～9時為止。
2.4.8 首次反沖、二次反沖、淋洗以及配制再生溶液均可利用原水。
2.4.9 首次反沖、二次反沖、淋洗及中和的出水均嚴禁飲用，必須廢棄。
2.5 濾 池
2.5.1 濾池可采用敞開式或壓力式，一般為圓型罐體。
2.5.2 濃酸應稀釋后投加，應注入原水管的中心。二氧化碳氣體的投加應通過微孔擴散器來完成。
2.5.3 濾池的結構材料應滿足下列條件：
(1)符合生活飲用水水質的衛生要求；
(2)適應環境溫度；
(3)適應pH2～13；
(4)易于維修和配件的更換。
2.5.4 當采用濾頭布水方式時，應在吸附層下面鋪一層厚度50～150ｍｍ，粒徑2～4ｍｍ的石英砂作為承托層。
2.5.5 計算濾池的高度時，濾層表面至池頂高度宜采用1.5～[2.0ｍ。]
2.5.6 反沖洗進出水管必須按首次反沖洗強度來選擇管徑，敞開式濾池反沖出水管可不安裝閥門。
2.5.7 濾池應設置下列配件：
(1)進、出水取樣管；
(2)進水流量指示儀表；
(3)觀察濾層的視鏡。
2.6 除 氟 站
2.6.1 除氟處理前必要時可進行預處理，消毒工藝應放在除氟[處理工藝的]后面。除氟站應設置廢液處理裝置。再生活性氧化鋁[廢液，二次]反沖廢水，淋洗廢水及中和廢水必須經處理后方可排放。
2.6.2 除氟工藝可按連續運轉滲計，當站內有調節構筑物時，可按最高日平均時供水量滲計；當無調節構筑物時，應按最高日最高時供水量設計。
2.6.3 濾池應建造在室內，其布置應留有足夠的空間，以保證閥門和儀器操作方便。
2.6.4 多個濾池運行可根據實際情況確定串聯或并聯運行。
2.6.5 多個濾池的運行周期應互相錯開，處理水可選擇管道混合或儲水池混合。
2.6.6 設置儲水池時，其最小容積可按50％的最高日用水量計[算。]
2.6.7 在接觸酸的區域附近必須為操作人員設置緊急淋浴和洗眼設備，操作人員工作時必須穿防護服。必須準備中和酸堿的化學品(如碳酸氫鈉和硼酸溶液)處置溢漏，在可能出現溢漏的地區必須有盛裝的容器。
2.6.8 除氟站應設置化驗臺，主要檢測氟化物和pH值。
2.6.9 除氟站的管道一般可組成如下：
(1)原水進水管；
(2)處理水出水管；
(3)廢水排放管；
(4)酸液管(或二氧化碳氣體管)；
(5)再生液(堿液或硫酸鋁液)管；
(6)取樣管。
酸、堿溶液管道的材料應采用塑料(例如聚氯乙稀)或不銹鋼。
2.6.10 可用化學沉淀或蒸發的方法處理廢水，濃縮的廢水或沉淀物可進行填埋或者回收氟化物。
3 電滲析法①
3.1 一般規定
3.1.1 電滲析法適用于含鹽量大于500mg/L，小于10000mg/L，氟化物含量大于1.0mg/L小于12mg/L的原水。
3.1.2 進入電滲析器的原水水質應符合下列條件：
(1)濁度5度以下。
(2)耗氧量＜3mg/L(CODCr法)。
(3)鐵＜0.3mg/L。
(4)錳＜0.3mg/L。
(5)游離余氯＜1mg/L。
(6)細菌總數不宜大于1000個/ｍL(符合飲用水源標準)。
(7)水溫5°～40℃。
3.1.3 當原水水質指標超出3.1.2規定時，應進行相應預處理。
3.1.4 系統中的儲水池、閥門、管道、泵等元器件，應采用無毒工程塑料、不銹鋼或混凝土等材料。
3.1.5 經處理后出水含鹽量不宜＜200mg/L。
3.1.6 經處理后出水含碘量低于10μｇ/L時應采取加碘措施。
3.2 工藝設計
3.2.1 一般可采用下列工藝流程：
(1)
(2)電滲析可與活性氧化鋁或離子交換等方法串聯使用。
3.2.2 電滲析除氟的主要設備應包括：電滲析器、倒極器、精[ 密過濾器、原水箱或原水加壓泵、淡水箱、酸洗槽、酸液泵、濃水循環箱、供水泵、壓力表、流量計、配電柜、硅整流器、變壓[器、操作控]制臺、大修洗膜池、化驗檢測儀器等。
3.2.3 原水水箱容積應按大于時供水量的2倍來計算。
3.2.4 電滲析器及主要輔助設備可按下列要求選擇：
(1)電滲析器：應根據原水及供水水質要求和氟離子的去除率選擇主機型號、流量、級、段和膜對數。
(2)倒極器：1)倒極器操作可采用手動或氣動、電動、機械等自動控制倒極方式。2)自動倒極裝置應同時具有切換電極極性和改變濃淡水方向的作用。3)倒極周期應根據原水水質及工作電流密度確定，一般頻繁倒極周期宜采用0.5～1h，定期倒極周期不應超過4h。
(3)濃水箱：其有效容積除滿足全系統用水外，還應留有1～2ｍ3儲存量。
(4)水質化驗檢測儀表：氟離子測定儀、溫度計、電導儀、濁度計、pH計等。
3.2.5 電滲析主機酸洗周期可根據原水硬度、含鹽量確定，當除鹽率下降5％時，應停機按下列規定進行酸洗。
(1)周期：采用頻繁倒換電極方式時，可為1～4周。
(2)方式：動態循環。
(3)時間：一般可為2h，以出水pH值不變為終點。
(4)酸洗液：宜采用工業鹽酸，濃度可為1.0％～1.5％，但不得大于2％。
3.2.6 電滲析器大修每年不應少于1次。
3.2.7 配電設備或動力設備應按下列要求設計：
(1)與電滲析主機間距應能滿足檢修空間，并應采取防潮，防火措施。主要通道凈寬應大于1.5ｍ。
(2)變壓器容量應根據原水含鹽量、含氟量及倒換電極時最高沖擊電流等因素確定，一般應為正常工作電流的2倍。
(3)電滲析器必須采用可調的直流電源。
(4)電滲析控制臺應滿足整流、調壓、倒極操作及電極指示等要求。
3.2.8 處理站內可采用明渠或地漏排水。
3.2.9 電滲析淡水、濃水、極水流量可按下列要求設計：
(1)淡水流量可根據處理水量確定。
(2)濃水流量可略低于淡水流量，但不得低于2/3的淡水流量。
(3)極水流量一般可為1/3～1/4的淡水流量。
3.2.10 進入電滲析器的水壓不應大于0.3MPA。
3.2.11 電滲析器工作電壓可根據原水含鹽量、含氟量及相應去除率，或通過極限電流試驗確定。
膜對電壓可按表3.2.11選用。
(mg/L) 原水含氟量
(mg/L) 不同厚度隔板的膜對電壓(Ｖ/對)
0.5～1ｍｍ 1～2ｍｍ
除氟除鹽 500～1000 1.0～12 0.3～1.0 0.6～2.0
電滲析器的電流密度可按表3.2.12選用。
電流密度(ｍA/ｃｍ) 0.5～1.0 1～5 5～20
3.2.13 濃、淡水進出連通孔流速一般可采用0·5～1ｍ/s。
3.2.14 電滲析除氟站位置應盡量靠近用水設備，輸水應選擇最短距離。電滲析主機應設置在底層。
3.2.15 電滲析流程長度、級、段數應按脫鹽率確定，脫鹽率可按公式3.2.15計算：
Z＝(100Y－C)/(100－Ｃ)(3.2.15)
式中 Ｚ——脫鹽率(％)；
Ｙ——脫氟率(％)；
Ｃ——系數。重碳酸鹽水型Ｃ為－45；氯化物水型Ｃ為－65；硫酸鹽水類Ｃ為0。
3.3 電滲析主機
3.3.1 離子交換膜應符合下列要求：
(1)離子交換膜應采用選擇透過率大于90％的硬質聚乙烯異相膜，其厚度宜采用0.5～0.8ｍｍ。
(2)離子交換陽膜的陽離子遷移數應大于0.9。離子交換陰膜的陰離子遷移數應大于0.9。
(3)離子交換膜必須無毒性。
(4)離子交換膜應有較好的化學穩定性；一般在正常工作條件下，應連續工作一年以上性能不變。
(5)離子交換膜應有良好的機械強度和尺寸穩定性。膜應平整，無孔洞，無裂縫。膜的爆破強度應大于0.3MPA。在使用中不因溶液濃度、濕度變化而變形。
3.3.2 隔板及隔網應符合下列要求：
(1)隔板厚度一般可采用0.5～2.0ｍｍ。
(2)隔板材質應耐酸堿，不受溫度變化，必須無毒性，一般可采用聚丙烯或硬質聚氯乙烯。
(3)隔板尺寸一般為：400ｍｍ×800ｍｍ、400ｍｍ×1200ｍｍ、400ｍｍ×1600ｍｍ、800×1600ｍｍ。
(4)隔網厚度和孔眼分布應均勻，材質必須無毒性。隔網可采用編織網、沖模網、魚鱗網等。
3.3.3 電極應具有良好導電性能、電坐小、機械強度高、化學及電化學穩定性好。一般可采用高純石墨電極、鈦涂釕電極；當采用不銹鋼電極時水中氯離子含量應小于100mg/L；若采用其它材質時，則應符合《生活飲用水衛生標準》，嚴禁采用鉛電極。
3.3.4 在處理高濃度含氟苦咸水時，為不使淡水受污染，應設置保護室。
3.3.5 夾緊裝置應在壓緊時均勻受力，可用鍍鋅螺桿，夾緊裝置可分別采用鋼板、槽鋼組合或鑄鐵壓板。鎖緊壓力以不內滲外漏為度，一般不宜超過0.35MPA。
4 電凝聚法
4.1.1 本法適用原水含氟量小于20mg/L。
4.1.2 原水進電凝聚器前應加酸降低pH值，并應通過試驗確定經濟技術上的pH值，一般可調到5.5～7.0。
4.2 工藝流程
4.2.1 一般工藝流程如下(見圖4.2.1)：
4.2.2 原水池的容積可按1h滲計水量確定。
4.3 電 解 槽
4.3.1 電解槽的電路選擇按照電極的極性可分為單極性電極串聯電路和雙極性電極串聯電路兩種。
4.3.2 電解槽的設計參數可按下列規定采用：
(1)鋁的消耗量可按每去除1ｇ氟需要6～10ｇ金屬鋁來計算。
(2)電解槽電極板的電流密度可采用10～15A/ｍ2。
(3)電解鋁極間距可采用3～10ｍｍ。
4.3.3 電解槽可采用下部進水，上部出水，并應保證配水及集水均勻。
4.3.4 電解槽應采用自動倒極裝置，倒極周期可采用5～10min。
4.3.5 電解槽運行到電流效率急劇降低時，必須更換電極，并對極板進行機械凈化。
4.3.6 電解槽的工作電流根據水中必須加進的每小時耗鋁量及鋁的電流效率確定。電解槽中的電壓可根據電極聯結系統和電極電阻抗的電壓進行計算。電解槽上的工作電壓不應超過36Ｖ。
4.4 電器設備
4.4.1 電解槽工作必須采用直流電源，一般可采用可控硅整流器。
4.4.2 電器設備控制臺應設置直流電壓表、電流表及電源開關。直流電壓表的額定值應為工作電壓的2倍，直流電流表的額定值應為正常工作電流的2倍。
4.4.3 變壓器容量可根據原水含鹽量、含氟量及最高沖擊電壓確定，一般應為正常工作容量的2倍。
4.4.4 電器滲備應設置過流保護、斷相保護和報警等裝置。
4.4.5 電器設備應設置倒極裝置，一般可采用自動倒極。
4.4.6 電器設備與電解槽及凈水裝置的安裝應留有維修及操作的間距，并應采取防潮，防火措施。
5.0.2 原水水溫適宜范圍7°～32℃。
5.0.3 本法所使用藥劑宜采用鋁鹽。
5.0.4 藥劑(按AL↑[3＋]計)投加量應通過實驗確定，一般宜為原水含氟量的10～15倍。
5.0.5 投加藥劑后應控制水中堿度，使pH值保持在6.5～7.5。
5.0.6 本法可采用下述兩種流程，宜優先選用流程(1)。
5.0.7 運行方式與設計參數：
(1)藥劑應與原水充分混合，混合方式可采用泵前加藥或管道混合器混合。
(2)絮凝可采用底部切線進水的旋流絮凝型式。
(3)沉淀宜采用靜止沉淀方式。
(4)沉淀時間應通過實驗確定。一般情況采用流程(1)時，宜采用4ｘ；采用流程(2)時，宜采用8h。
5.0.8 濾池的濾速、濾料、級配、反洗周期、反洗強度等應符合《室外給水設計范規》(GBＪ13—86)的規定。
（１）表示很嚴格，非這樣做不可的用詞：
正面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴禁”。
（２）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：
正面詞采用“應”；
反面詞采用“不應”或“不得”。
（３）表示允許稍有選擇，在條件許可時，首先應這樣做的詞：
正面詞采用“宜”或“可”；
反面詞采用“不宜”。
