目前，礦井廢水的利用率不斷提高，處置后的礦井廢水多用于工業用水等，只有少部分能作為居民飲用水回用，其中最主要的制約因素之一就是氟離子含量超標。氟是一種持久性和不可降解的有毒物質，飲用含有過量氟的飲用水，會對人體健康造成威脅。長期飲用高氟水而導致的氟斑牙、氟骨癥等蓄積性氟中毒是全球影響最廣的地方病之一，氟過量攝入對兒童智商也有明顯影響。然而，最近的研究表明，人體軟組織也會受到氟離子影響，這種類型的氟中毒被稱為非骨骼性氟中毒。已經發布的地下水質量標準(GB/T14848-2017)和污水排放標準(GB8978-1996)中均明確規定了氟離子和氟化物的排放質量濃度限值，即1.0mg·L?1和10mg·L?1。同時，地下水中也發現了各種不同濃度的金屬和非金屬離子，如鐵離子、鎂離子、鈣離子、鈉離子、氯離子、碳酸根離子等，相比于其他離子，氟離子過量被認為具有更大危害。此外，氟甚至可以引起神經系統、內分泌腺、生殖系統、腎臟、肝臟等器官的代謝、結構和功能損傷。氟中毒的數量驚人，全球約有25個國家受到氟中毒的影響。氟化物污染在世界不同地區的地下水中被廣泛報道，其中包括非洲、拉丁美洲和亞洲的潮濕熱帶地區。鑒于氟化物對人體健康的毒性影響，迫切需要找到一種有效且穩健的技術來去除水環境中過量的氟化物。
去除礦井廢水中氟離子的主要方法有混凝沉淀法，離子交換法、吸附法、膜分離法等?；炷恋矸ㄒ蚓哂行矢?、操作簡單、投資少等優點而受到普遍認可?；炷恋矸ㄊ窍蛩型斗啪哂心勰芰Φ奈镔|，形成大量膠體，通過沉淀將氟離子從水中去除的過程。常規混凝劑有硫酸鋁、氯化鋁、硫酸亞鐵、硫酸鈣等。相對于其他混凝劑，聚合氯化鋁(polyaluminumchloride，PAC)具有水解速度快、吸附能力強、鞏花大、質密、沉淀快等優點而備受關注。
響應曲面法(responsesurfacemethodology，RSM)是一種能夠優化工藝參數、減少實驗次數以及評估各種影響因素水平及交互作用的有效方法。與傳統的單因素法和正交實驗法相比，RSM優勢是，在實驗條件優化過程中，可以連續地對實驗各個水平進行分析，通過建立影響因素和響應值之間的多元二次回歸方程來擬合二者之間的函數關系，克服了單因素法和正交實驗法無法解釋各因素之間的相互作用，以及無法給出因素和響應值之間的明確回歸模型的缺陷。
聲明：
“聚合氯化鋁對礦井廢水中氟離子混凝去除技術” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中國礦業大學 (北京) 化學與環境工程學院，中國科學院生態環境研究中心，飲用水科學與技術重點實驗室，山西潞安環保能源開發股份有限公司王莊煤礦，華北水利水電大學環境與市政學院，廣西綠城水務股份有限公司
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2025年07月23日 ~ 26日 
