物理化学降氟改水主要有混凝沉淀法、滤层吸附法、离子交换法、电凝聚法、电渗析法及反渗透等方法。最常采用的是混凝沉淀法。混凝沉淀法所选用的混凝剂一般有硫酸铝、聚铁、聚铝和明矾等，不同混凝剂的降氟效果不同。

• 硫酸铝的混凝沉淀除氟

硫酸铝用量对降氟效果的影响：硫酸铝溶液配成浓度为10%。用F-浓度为11mgΠL的原水进行试验,硫酸铝用量分别为011gΠL、012gΠL、013gΠL、014gΠL。试验结果显示,当硫酸铝用量不同时,降氟率均低于40%,且各浓度的硫酸铝降氟率相差不大,说明硫酸铝溶液降氟率不高。依硫酸铝混凝沉淀法的原理，硫酸铝的铝离子与水中氢氧根反应,生成氢氧化铝。氢氧化铝在pH值6～7的范围,按下列反应,F-被吸附在氢氧化铝胶体颗粒上,发生沉淀被去除。Al(OH)3 F-=Al(OH)2F。

基本原理：

1、吸附、铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性的Al（OH）3（锄）、原体对氟产生氢键吸附，氟离子半径小，电负性强，这一吸附方式很容易生产。

2、离子交换F一与OH一的半径相近，电荷相同，在铝盐絮凝除氟过程中，投加到水中后，All304（OH）147 等聚阳离子及水解后形成的无定性Al（OH）3（锄）沉淀，其中的OH一和F一产生交换。

3、络合沉淀F一能与A13“m等形成从AlF2 到A氓3一等6种络合物，络合沉降而去除氟。

• 硫酸铝的除氟效果

导致硫酸铝的除氟效果差的原因主要是:由于使用硫酸铝作为混凝剂生成的氢氧化铝胶体沉降效果不好,所需沉降时间较长,吸附在氢氧化铝胶体上的F-被解吸。在混凝过程中,加入助凝剂聚丙烯酰胺(PMA),目的是为了在氢氧化铝胶体上产生较多的带电部位,有利于吸附F-,同时由于带电部位的同性电荷的相斥力,使高分子链条延伸为最大长度,有利于架桥,提高了混凝效果。

硫酸铝对地下水的降氟效果较差。当硫酸铝用量不同时,F-去除率均低于40%,且各浓度的硫酸铝对F-的去除效果相差不大。加入助凝剂聚丙烯酰胺(PMA)后,硫酸铝最佳用量为013gΠL时的降氟率达到5911%,但该方法工序繁琐,且处理后的水含PMA,作为饮用水对人体健康有影响。

硫酸铝：极易溶于水，硫酸铝在纯硫酸中不能溶解（只是共存），在硫酸溶液中与硫酸共同溶解于水，所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度。

常温析出含有18分子结晶水，为18水硫酸铝，工业上生产多为18水硫酸铝。含无水硫酸铝51.3%，即使100℃也不会自溶（溶于自身结晶水）。

不易风化而失去结晶水，比较稳定，加热会失水，高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。加热至770℃开始分解为氧化铝、三氧化硫、二氧化硫和水蒸气。溶于水、酸和碱，不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氢氧化铝。水溶液长时间沸腾可生成碱式硫酸铝。工业品为灰白色片状、粒状或块状，因含低铁盐而带淡绿色，又因低价铁盐被氧化而使表面发黄。粗品为灰白色细晶结构多孔状物。无毒，粉尘能刺激眼睛。 2100433B