活性化されたアルミナ吸着を使用して排除された水中の残留アルミニウム - モデリングおよびシミュレーション研究

活性化アルミナへの吸着方法による飲料水からのフッ化物の除去は、主にアルミニウムとフッ化物の間の強い親和性のために、他の脱液型技術よりも優れていることがわかります。アルミナ表面から水性媒体中の遊離および水酸化物イオンへのアルミニウムの溶解は非常に低いことが報告されていますが、高フッ化物濃度の存在は、フッ化物アルミニウムとヒドロキシルフッ化アルミニウムの形成により溶解度を高める可能性があります。活性化されたアルミナデフルオリダイティングモデルシミュレーター（AAD）は、フッ化物濃度とpH変動の存在下でアルミニウム溶解度の側面を組み込んだ表面錯体化理論に基づいてフッ化物吸着を表すために開発されました。さまざまなpH条件で1〜10mg/Lの活性化アルミナ（グレードFB101）を処理する活性化アルミナ（グレードFB101）を使用して、アルミナ処理水の残留アルミニウム濃度についてモデル検証を実施しました。デフルオリケートされた水中の総残留アルミニウムは、溶解したAL-fの複合形態の両方の存在によるものです。フロンドリッチ吸着等温線は、フッ化物吸着能とpH = 7.5の残留フッ化物濃度に適合し、関係は線形化された方程式log（x/m）= logk+（1/n）logc（e）によって与えられます。= 0.15mg/gおよび1/n = 0.45は、好ましい吸着を示しています。関係は低フッ化物濃度の領域では線形ですが、フッ化物の濃度が増加すると、溶存ALF（3）（0）錯体の形成はアルミナへの吸着よりも好まれ、したがって等温線が非線形になります。AADシミュレーションは、アルミナ処理水の許容限界内に残留アルミニウムを保つために、フッ化物の取り込み能力を操作することを予測できます。

The removal of fluoride from drinking water by the method of adsorption on activated alumina is found superior than other defluoridation techniques mostly due to the strong affinity between aluminium and fluoride. Dissolution of aluminium from the alumina surfaces into its free and hydroxide ions in the aqueous medium is reported to be very low, but the presence of high fluoride concentrations may increase its solubility due to the formation of monomeric aluminium fluoride and aluminium hydroxyl fluoride complexes. An Activated Alumina Defluoridation Model Simulator (AAD) has been developed to represent fluoride adsorption on the basis of the surface complexation theory incorporating aspects of aluminium solubility in presence of high fluoride concentrations and pH variations. Model validations were carried out for residual aluminium concentrations in alumina treated water, by conducting a series of batch fluoride adsorption experiments using activated alumina (grade FB101) treating fluoride concentrations of 1-10mg/L, at varying pH conditions. The total residual aluminium in the defluoridated water is due to presence of both dissolved and precipitated Al-F complexed forms. The Freundlich adsorption isotherm was found fit for fluoride adsorption capacity versus residual fluoride concentrations for pH=7.5, and the relationship is given by the linearised equation log(x/m)=logk+(1/n) logC(e) with values of k=0.15mg/g and 1/n=0.45 indicating favorable adsorption. The relationship is linear in the region of low fluoride concentrations, but as concentrations of fluoride increased, the formation of the dissolved AlF(3)(0) complexes was favored than adsorption on alumina, and hence makes the isotherm nonlinear. The AAD simulations can predict for operating fluoride uptake capacity in order to keep the residual aluminium within permissible limits in the alumina treated water.