氟是人体必需的微量元素之一,维持骨骼和牙齿发育及健康需要适量的氟,但长期饮用高氟水(超过国家标准的饮用水)会导致氟斑牙和氟骨症,严重者甚至会导致骨骼变形、疼痛、关节僵硬、筋键钙化、行走困难、甚至于瘫痪。世界上有29个国家不同程度的遭受饮用水含氟超标的困扰,尤其是我国,目前饮用高氟水的人口超过2.6亿。因此,开展饮用水除氟研究,寻求高效而经济的除氟方法,切实解决饮用水除氟问题,势在必行。当今,饮用水除氟的主要方法有吸附法、反渗透法、絮凝沉淀法和电渗析法等。吸附法是一种重要的物理化学方法,因操作简单、效率高,尤其是可去除低浓度污染物质,在高氟水处理中获得了较多应用。吸附法成功应用的关键是选择适宜的吸附剂,开发新型、廉价、高效的吸附材料以降低高氟水处理成本是很多专业人士的研究重心。本论文采用氢氧化锆与活性二氧化钛对高氟饮用水进行了除氟研究。实验采用静态吸附法对氢氧化锆与活性二氧化钛的除氟性能进行了研究。探讨了pH值、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量和高氟水初始浓度对吸附剂除氟效果的影响,获得两种除氟剂最适宜的除氟条件。静态实验结果表明:两种除氟剂吸附容量随着平衡氟离子浓度的增加而增加。氢氧化锆除氟受溶液pH值影响很大,pH值为2.5～5.0吸附量达到最大值,当pH从6～8逐渐增大时,吸附量下降很快,pH>8时,吸附几乎很难进行,说明该吸附剂适合处理偏酸性高氟水;在15min内,吸附量增加很快,并且基本达到最大值,说明该吸附剂对氟的亲合力大,吸附速度快,吸附时间短;使用0.020g氢氧化锆处理50 mL含氟水,当初始浓度等于10g/mL时,平衡液浓度小于1.0mg/L,达到国家饮用水标准,其饱和吸附容量达到195.87mg/g。活性二氧化钛不论吸附容量还是吸附速度都不受pH值的影响,在15min之内,吸附容量快速增加,并且基本达到最大值,使用0.10g活性二氧化钛处理50mL含氟水,当初始浓度等于10g/mL时,平衡液浓度小于1.0mg/L,达到国家饮用水标准,其饱和吸附容量达到25.9mg/g。根据实验结果分析,氢氧化锆的除氟机理主要是因为吸附剂表面的羟基和溶液中的氟离子进行离子交换。活性二氧化钛除氟机理比较复杂,有待进一步深入研究。两种除氟剂对氟的吸附平衡用Langmuir等温式拟合较好。结果表明:随着氟离子平衡浓度的增加,吸附容量快速上升,在平衡浓度很低时就达到了较高的吸附量,表明该吸附剂对氟离子有很强的亲和力,吸附极易进行,这是吸附除氟的一个显著特征。氢氧化锆和活性二氧化钛两种除氟剂都能有效去除高氟饮用水中的氟,不仅药剂投放量少,吸附量大,操作简单,除氟耗时短效果好,而且不会造成二次污染,是简单实用,具有良好应用前景的新型高效吸附剂。