SO2是主要的大气污染物之一［1］。化工行业尤其是火电厂消耗的化石燃料是SO2排放的主要来源。烟气脱硫是降低工业源SO2排放和减轻空气污染的重要途径［2］。氨法烟气脱硫既能高效脱除烟气中的SO2，还能副产附加值较高的硫酸铵化肥产品［3］。但是，煤中的氟在燃烧过程中释放［4］，在脱硫系统中以F-的形式存在，且系统补给水也将部分F-带进脱硫系统。随着脱硫浆液的循环，F-积累后质量浓度可高达20 g/L以上，高浓度的F-会造成设备腐蚀继而引发生产和安全事故，同时，也会造成副产物硫酸铵产品中NH4F含量较高。如果将高浓度的F-直接排放到环境中会造成水土氟污染，对作物生长和人体健康产生毒害［5］。

目前常用的除氟方法主要有化学吸附、沉淀、离子交换和反渗透等［6-9］。电渗析法具有设备简单、能耗低、经济效益显著等优点，也被应用于水中F-的去除。TAHAIKT等［10］采用电渗析法处理F-含量为1.8 mg/L的地下水58 min后，F-去除率达90.9%。ERGUN等［11］采用电渗析法处理同时含有F-和SO4

2-的原水，F-含量从20.6 mg/L降至0.8 mg/L，去除率高达96%。目前，电渗析法脱氟的研究大多数是针对氟含量很低的地下水和化工废水等［12］。脱硫浆液中F-含量极高并伴有大量的NH4+、Cl-和SO4

2-，总盐含量高且成分较复杂。已有文献报道通过烟气预洗涤、高浓度含F-浆液直接干燥和混凝沉淀等方法脱除脱硫浆液中的F- ［13-15］，而利用电渗析法脱除脱硫浆液中F-的研究尚未见报道。

本工作采用电渗析法去除氨法脱硫浆液中的F-。考察了脱硫浆液pH、F-初始质量浓度和Cl-初始质量浓度等工艺条件对F-脱除效果的影响，并对膜堆两端电压、浓缩室和淡化室循环流量等装置运行参数进行了优化，并研究了二级电渗析的F-去除率。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

NH4Cl，NH4F，（NH4）2SO4：工业级；Na2SO4：分析纯。

采用离子选择性电极法测定溶液中F-质量浓度［16］；采用电位滴定法测定溶液中Cl-质量浓度［17］。

1）实验组和对照组总体情况比较。实验组实际参与测试的人数为33名；对照组实际参与测试的人数为29名（病假四名）。测试题目有问答题目、听力测试、认读卡片、背诵儿歌，共100分。从表1可以看出，实验组在听说训练等方面的均分均高于测试组。

1.2 实验装置

采用IONLYER 2040-40型电渗析装置（杭州埃尔环保科技有限公司）。膜堆由20对200 mm × 400 mm尺寸的异相阴阳离子交换膜交替排列，膜与膜之间用聚丙烯材质隔板装配而成，阴离子膜型号为AM-06，阳离子膜型号为CM-03，有效膜面积为0.8 m2。

在浓缩室和淡化室循环流量均为200 L/h、电压为15 V、反应时间为20 min的条件下，F-初始质量浓度对F-去除率的影响见图3。由图3可见：随着F-初始质量浓度的升高，F-去除率逐渐提高。这是因为随着F-质量浓度的升高，溶液的电导率增大，溶液中的离子在膜堆中传质的电阻降低，在膜堆两端电压保持不变的情况下，F-去除率提高。

传统的小学德育教育多侧重于理论教学，对于学生道德行为规范的培养重视不足，且采取的德育教育方式多为课堂说教，局限在校园中，与现实社会脱节，缺乏适应性和实效性，无法引起学生共鸣。再加上小学生生活经历少，在掌握道德知识后缺乏生活实践，导致其无法内化德育知识，使其成为道德修养。

  

图1 电渗析流程

 

—— 浓缩液循环；—-— 极水循环；— — 淡化液循环

1.3 电渗析实验

在浓缩室内加入自来水（其中F-质量浓度为0.8 mg/L，Cl-质量浓度为120～200 mg/L）；在极室内加入1% （w）的Na2SO4溶液；在淡化室内加入已经调节至一定pH的50%（w） 的（NH4）2SO4溶液，加入NH4Cl和NH4F，其中F-质量浓度为10 g/L，Cl-质量浓度20 g/L。然后，接通电源，打开所有阀门，控制一定的浓缩室和淡化室循环流量，调节膜堆两端电压至一定值，进行电渗析实验。在电渗析实验过程中间隔一定时间在浓缩室取样，测定其中的F-、Cl-质量浓度。

一级电渗析一定时间后Cl-几乎完全迁移至浓缩室，将浓缩室中含Cl-的溶液更换为自来水，在相同条件下进行二级电渗析实验，考察在两级电渗析实验中F-的脱除情况。

2.2.1 电压

1.4 分析方法

ZD-2型电位滴定仪、PF-1型氟电极、217型双盐桥饱和甘汞电极、216型银电极：上海仪电科学仪器股份有限公司；pHS-2型酸度计：上海精密科学仪器有限公司；BS 110S型电子天平：北京赛多利斯天平有限公司。

混凝土生产不能一味地追求降低成本，要注意水泥或掺合料对外加剂的实际需要，在掺配之前要做相容性试验，取得最佳掺量，做到既经济又合理。

2 结果与讨论

2.1 浆液性质对F-去除率的影响

2.1.1 脱硫浆液pH

“知彼”首先要研读考纲，所谓“心有考纲，备考不慌”。考试大纲是命题的总则，也是我们备考复习的总纲。教师研读考纲，才能熟悉考卷框架，清楚命题趋势，掌握题型与分值，落实各知识点的构建，抓住典型题目和创新题目……一句话，研究考纲的好处在于让老师对高考的各种题型了然于胸，甚至推测到一些接下来有可能的变化。这样，老师在教学过程中自然明白自己该怎么删繁就简，把最需要学生掌握的题型知识在课堂上传授给学生，真正实现课堂教学的有效性。

  

图2 脱硫浆液pH对F-去除率的影响

2.1.2 F-初始质量浓度

电渗析流程见图1。膜堆内流路由3个循环回路组成：浓缩液（自来水）由浓缩室经增压泵进入膜组件，然后返回至浓缩室，构成浓缩液循环；作为冷却电极用的极水（质量分数1%的Na2SO4溶液）从极室经增压泵流经电极的正、负极后返回极室，构成极水循环；含NH4F的模拟脱硫浆液由淡化室经增压泵进入膜组件，然后返回淡化室，构成淡化液循环。

  

图3 F-初始质量浓度对F-去除率的影响

2.1.3 Cl-初始质量浓度

有研究表明，在电渗析实验过程中存在离子竞争传质现象，故有必要探讨Cl-初始浓度对F-去除率的影响。在浓缩室和淡化室循环流量均为200 L/h、电压为15 V、反应时间为20 min的条件下，Cl-初始质量浓度对F-去除率的影响见图4。由图4可见，随着Cl-初始质量浓度的升高，F-去除率先上升高后下降。这是因为在Cl-初始浓度低于15 g/L时，Cl-初始质量浓度的增加使得溶液的电导率增加，降低了溶液中的离子在膜堆中传质的电阻，增大了膜堆中的电流，使得F-去除率提高；随着Cl-初始质量浓度继续升高，F-去除率逐渐下降，这是因为F-和Cl-之间存在的竞争传质占据了主导地位，由于 F- 的Stokes半径和水合自由能均比Cl-大［19］，使其比Cl-更难通过离子交换膜， 因此F-去除率下降。

  

图4 Cl-初始质量浓度对F-去除率的影响

2.2 电渗析装置操作参数对F-去除率的影响

1.2.2 检测指标与统计方法 制备好的蚕蛹样品送四川省农业科学院测试中心检测，检测指标包括蚕蛹氨基酸总量及17种主要氨基酸(天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、脯氨酸)含量。对检测结果进行分类统计，雌雄平均值位次通过当期雌蛹和雄蛹的氨基酸含量平均值排列。

电压是影响电渗析装置运行过程中离子迁移速率的重要因素。在浓缩室和淡化室循环流量均为200 L/h的条件下，电压对F-去除率的影响见图5。

  

图5 电压对F-去除率的影响

2.2.2 循环流量

在初中物理学科教学中，激发中学生的物理学习兴趣应当作为教学引导的前提。古语有云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”意思就是说，对于学习一定要带着积极的探究兴趣来自主认知，在学习中体验到乐趣，并且将学习看作是一种乐趣，这样才可以取得好的学习成就。在传统教学模式下，初中物理课堂就是缺少了这样其乐融融的氛围，才直接导致教学成绩不显著。所以，我们作为新时代物理学科的引导者、倡导者，要汲取以往的教训。

在电渗析系统中，溶液pH会影响水合离子的形成、离子的电离程度和极限电流密度等，这些都会对F-的迁移产生影响。在浓缩室和淡化室循环流量均为200 L/h、电压为15 V、F-初始质量浓度为10 g/L的条件下，脱硫浆液pH对F-去除率的影响见图2。由图2可见：当脱硫浆液pH为2～6时，F-去除率相差不大，这是因为在溶液呈酸性的情况下，F-均以较为稳定的HF和H2F+形式存在，它们都能离解成易穿过阴离子膜的F-，所以F-去除率基本不受影响；当脱硫浆液pH为8.0时，F-容易与溶液中的水分子形成水合离子，而水合离子的离子半径比F-大，不易通过阴膜进入阳极室（浓缩室），所以F-的去除率有所下降［18］。氨法烟气脱硫浆液的pH稳定在5.6左右，故在下面的实验中无需调节脱硫浆液pH。

由图5可见，随着电压的升高，F-去除率逐渐提高。因为随着电压的升高，单位时间内通过离子交换膜的离子数增多，故F-去除率提高。但电极之间的电流会随着电压的升高而增加，电压过高也会产生浓差极化现象，增大膜面电阻，降低电流效率，而且长期在高电压下工作会降低离子交换膜及电极的使用寿命。综合考虑，本实验最佳电压为25 V。

为保持浓缩室和淡化室压力一致，浓缩室和淡化室采用相同的循环流量。在电压为25 V的条件下，循环流量对F-去除率的影响见图6。由图6可见，随着循环流量的增大，F-去除率逐渐提高。因为循环流量增加会提高单位时间进入膜组件的离子量，这也提高了F-从淡化室向浓缩室的迁移量，即F-去除率提高。从这个角度考虑，400 L/h是最适循环流量，但循环流量过高会导致膜组件因压力过大而损坏，同时也会增加泵的负荷，影响其寿命，综合考虑，本实验最佳循环流量为300 L/h。

  

图6 循环流量对F-去除率的影响

2.3 二级电渗析的F-去除率

膜分离装置都具有一定的浓缩率，在使用电渗析分离高盐脱硫浆液中F-的过程中，随着实验时间的增加，浓缩室和淡化室之间形成浓度差，则F-从浓缩室向淡化室的迁移速率降低，同时造成后期电能消耗增加［20］。利用多级电渗析可以有效提高F-去除率以及降低能耗。在浓缩室和淡化室循环流量均为300 L/h、电压为25 V的条件下，一级电渗析的F-和Cl-去除率见图7。由图7可见，一级电渗析100 min 后，Cl-去除率接近100%，F-去除率只有47.3%。

在浓缩室和淡化室循环流量均为300 L/h、电压为25 V的条件下，二级电渗析的F-去除率见图8。由图8可见，在二级电渗析过程中F-去除率明显提高，100 min时F-去除率达92.2%，一、二级电渗析F-累积去除率达96.1%。

该线程是衍生的会话线程，其内封装了客户端IP、端口号、Client发送的数据包等大量信息。同样，为提高性能，系统在启动时一次性生成一定数量的数据访问对象(ADO)，并放入对象池中。当程序需要一个新的对象时，如果对象池中有空闲对象，则立即返回，否则才创建新的该类对象。当一个对象不再被使用时，应该将其放回对象池，以便程序后来使用。并提供了一组方法用于与客户端通信，其原型形如：

  

图7 一级电渗析的F-和Cl-去除率

  

图8 二级电渗析的F-去除率

3 结论

a）采用异相膜电渗析装置去除氨法脱硫浆液中的F-。在酸性条件，F-去除率更高；脱硫浆液中F-初始质量浓度越高，F-去除率越高；Cl-初始质量浓度较低时会增加F-去除率，过高时又会降低F-去除率。

b）本实验优化的操作条件为：膜堆两端电压25 V，浓缩室和淡化室循环流量300 L/h。

c）一级电渗析进行100 min 后，Cl-去除率接近100%，F-去除率只有47.3%。二级电渗析进行100 min时，F-去除率达92.2%。一、二级电渗析F-累积去除率达96.1%。

在多少个寒冷的、屋顶漏水的晚上，易非彻夜不眠，她睁着眼睛盯着屋顶，脑海里一遍又一遍地重复这句话：我是爸爸的亲女儿呢，能不像爸爸吗？易非觉得爸爸一直在黑暗中陪着她，甚至不时用他那有着淡淡烟草味道的双手抚摸着她的头。只有爸爸仍然把她当一个孩子来看待。

参考文献

［1］陈硕，陈婷. 空气质量与公共健康：以火电厂二氧化硫排放为例［J］. 经济研究，2014，49（8）：158 - 169.

［2］何翼云．氨法烟气脱硫技术及其进展［J］．化工环保，2012，32（2）：141 - 144．

［3］吴泓．氨法脱硫生产氨肥的清洁生产研究［J］．环境保护与循环经济，2013，33（7）：31 - 33，38．

［4］GUO S Q，YANG J L，LIU Z Y，et al．The fate of fluorine and chlorine during thermal treatment of coals［J］．Environ Sci Technol，2006，40（24）：7886 -7889．

［5］陈丽慧，熊治廷．水体氟污染的植物修复与毒性［J］.环境科学与技术， 2011，34（4）：60 - 63，151．

［6］江霜英，高廷耀．黏土对水中氟离子吸附去除机理的研究［J］．化工环保，2003，23（4）：204 - 208．

［7］戴喆男，周勇，赵婷，等．饮用水及含氟废水处理技术机理及研究进展［J］．水处理技术，2012，38（4）：7 - 11，15．

［8］RAVULAPALLI S，KUNTA R．Defluoridation studies using active carbon derived from the barks of Ficus racemosa plant［J］．J Fluorine Chem，2017，193：58 - 66.

［9］SHEN J，RICHARDS B S，SCHÄFER A I．Renewable energy powered membrane technology：case study of St. Dorcas borehole in Tanzania demonstrating fluoride removal via nanofiltration/reverse osmosis［J］．Sep Purif Technol，2016，170：445 - 452．

［10］TAHAIKT M，ACHARY I，MENKOUCHI SAHLI M A，et al．De fluoridation of moroccan groundwater by electrodialysis：continuous operation［J］．Desalination，2006，189（1/3）：215 - 220．

［11］ERGUN E，TOR A，CENGElLOGLU Y，et al．Electrodialytic removal of fluoride from water：effects of process parameters and accompanying anions［J］．Sep Purif Technol，2008，64（2）：147 - 153．

［12］ARAHMAN N，MULYATI S，LUBIS R，et al．The removal of fluoride from water based on applied current and membrane types in electrodialyis［J］．J Fluor Chem，2016，191： 97 - 102．

［13］罗静，徐长香，祁丽昉， 等．一种控制烟气脱硫吸收液中氯/氟含量的方法：201410532488.2［P］．2015-02-25．

［14］殷兴华．有效脱除氯、氟离子及重金属离子的氨法脱硫方法：201110242899.4［P］．2012-04-25．

［15］龚本涛．火电厂脱硫废水除氟技术［J］．净水技术，2011，30（4）：40 - 43．

［16］吕程．烟道气氨法脱硫浆液中四种阴离子检测方法的初探［D］. 南京工业大学，2013：23 - 31．

［17］杭蕾，吕程，陈慧慧，等．自动电位滴定法测定烟气氨法脱硫模拟浆液中氯离子的研究［J］．工业安全与环保，2015，41（3）：31 - 34．

［18］邢志强，杨保军，翟秀静，等．壳聚糖膜分离阴离子的研究［J］．哈尔滨师范大学自然科学学报，1999（6）：50 - 53．

［19］徐铜文，黄川徽．离子交换膜的制备与应用技术［M］．北京：化学工业出版社，2008：84.

［20］杨晓丽，王倩，张丽叶，等．多级逆流电渗析技术用于硫酸铵水溶液脱盐［J］．过程工程学报，2010（2）：276 - 281．