目前，矿井废水的利用率不断提高，处置后的矿井废水多用于工业用水等，只有少部分能作为居民饮用水回用，其中最主要的制约因素之一就是氟离子含量超标。氟是一种持久性和不可降解的有毒物质，饮用含有过量氟的饮用水，会对人体健康造成威胁。长期饮用高氟水而导致的氟斑牙、氟骨症等蓄积性氟中毒是全球影响最广的地方病之一，氟过量摄入对儿童智商也有明显影响。然而，最近的研究表明，人体软组织也会受到氟离子影响，这种类型的氟中毒被称为非骨骼性氟中毒。已经发布的地下水质量标准(GB/T14848-2017)和污水排放标准(GB8978-1996)中均明确规定了氟离子和氟化物的排放质量浓度限值，即1.0mg·L−1和10mg·L−1。同时，地下水中也发现了各种不同浓度的金属和非金属离子，如铁离子、镁离子、钙离子、钠离子、氯离子、碳酸根离子等，相比于其他离子，氟离子过量被认为具有更大危害。此外，氟甚至可以引起神经系统、内分泌腺、生殖系统、肾脏、肝脏等器官的代谢、结构和功能损伤。氟中毒的数量惊人，全球约有25个国家受到氟中毒的影响。氟化物污染在世界不同地区的地下水中被广泛报道，其中包括非洲、拉丁美洲和亚洲的潮湿热带地区。鉴于氟化物对人体健康的毒性影响，迫切需要找到一种有效且稳健的技术来去除水环境中过量的氟化物。
去除矿井废水中氟离子的主要方法有混凝沉淀法，离子交换法、吸附法、膜分离法等。混凝沉淀法因具有效率高、操作简单、投资少等优点而受到普遍认可。混凝沉淀法是向水中投放具有凝聚能力的物质，形成大量胶体，通过沉淀将氟离子从水中去除的过程。常规混凝剂有硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸钙等。相对于其他混凝剂，聚合氯化铝(polyaluminumchloride，PAC)具有水解速度快、吸附能力强、巩花大、质密、沉淀快等优点而备受关注。
响应曲面法(responsesurfacemethodology，RSM)是一种能够优化工艺参数、减少实验次数以及评估各种影响因素水平及交互作用的有效方法。与传统的单因素法和正交实验法相比，RSM优势是，在实验条件优化过程中，可以连续地对实验各个水平进行分析，通过建立影响因素和响应值之间的多元二次回归方程来拟合二者之间的函数关系，克服了单因素法和正交实验法无法解释各因素之间的相互作用，以及无法给出因素和响应值之间的明确回归模型的缺陷。
声明：
“聚合氯化铝对矿井废水中氟离子混凝去除技术” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中国矿业大学 (北京) 化学与环境工程学院，中国科学院生态环境研究中心，饮用水科学与技术重点实验室，山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿，华北水利水电大学环境与市政学院，广西绿城水务股份有限公司
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2025年05月16日 ~ 18日 
