الفلوريد هو أحد ملوثات المياه الجوفية مشتق من المعادن الموجودة في الصخور والتربة (عادة ما تكون الرواسب المشتقة من البراكين). يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان، عندما تزيد المستويات عن 1.5 مجم/لتر، لذا تجب إزالتها لضمان الحصول على إمدادات مياه صالحة للشرب. ومع ذلك، نظرًا لأن الآثار الصحية السلبية تحدث فقط على المدى الطويل ولأنها تستغرق وقتًا طويلاً لظهورها، فإن عمليات إزالة الفلوريد أكثر ملاءمة لمرحلتي الاستقرار والتعافي.مواد فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية أو إشعاعية موجودة في المياه والتي قد تكون طبيعية أو من صنع الإنسان، وقد تؤثر على الصحة العامة إذا تواجدت بمستويات أعلى من تلك المحددة في معايير سلامة المياه.

يدخل في التأثير الصحي لتناول الفلوريد مصادر مختلفة، بما في ذلك مياه الشرب، وعلى مدى فترة طويلة يشمل تسمم الأسنان بالفلور (يحدث في ال طفولة)، وآلام المفاصل تليها تشوهات هيكلية، ومشاكل غير هيكلية (مثل الخمول، وانخفاض القدرة المعرفية). يمكن إزالته من خلال ال امتزاز/التبادل الأيوني على مواد الترشيح التي أساسها الكالسيوم - الفوسفات أو الألومنيوم - أكسيد أو عن طريق عمليات معالجة الترسيب والتخثر. يمكن الإزالة على مستويات مختلفة بدءًا من إمدادات مياه الشرب الكبيرة وحتى مستوى المنزل وذلك من خلال مرشحات إزالة الفلوريد H.13 .

اعتبارات التصميم

لا توجد تقنية واحدة لإزالة الفلورايد تتناسب مع جميع الظروف، يعتمد اختيار التقنية على الوضع المحلي. تشمل العوامل التي تؤثر بشكل خاص على هذا القرار التمويل المتاح وتركيز الفلوريد والأس الهيدروجيني في المياه الخام ومتطلبات التشغيل والصيانة وتوافر المواد الخام وموافقة السكان على التقنية. وبالرغم من وجود مجموعة متنوعة من تقنيات الإزالة المتقدمة (مثل التناضح العكسي T.15 ، غسيل الكلى الكهربائي والتقطير)، إلا أن اعتماد البلدان منخفضة الدخل عادة ما يكون على التخثر/ الترسيب أو ال امتزاز/ عمليات التبادل الأيوني. بالنسبة للتخثر والترسيب، تشكل المواد الكيميائية المضافة مثل أملاح الكالسيوم والألومنيوم رواسب تقيد الفلورايد ويمكن بعد ذلك إزالتها من خلال الترسيب والترشيح التقليدي. تعد الطريقة الأكثر رسوخًا على مستوى المجتمع، هي تقنية نالغوندا، تستخدم كبريتات الألومنيوم المضافة وهيدروكسيد الكالسيوم (الجير). تختلف الجرعة الكيميائية وفقًا لتركيز فلوريد المياه الجوفية وتحتاج إلى أن تُحسب وذلك لتجنب الجرعات الزائدة أو الناقصة. إن المزايا الرئيسية للتخثر/الترسيب هي تكاليف المعالجة المعتدلة والتوافر المحلي للمواد الكيميائية، على الرغم من الحاجة إلى إمدادات يومية من المواد الكيميائية، ويجب التخلص من الحمأة الناتجة بشكل صحيح.

تمر المياه بال امتزاز/التبادل الأيوني من خلال طبقة من مادة مسامية ("قاعدة ملامسة") لإزالة الفلورايد من خلال ال امتزاز إلى مادة قاعدة التلامس. تشتمل مواد قاعدة الملامسة المناسبة على الألومينا المنشط أو المواد القائمة على الكالسيوم والفوسفات، مثل هيدروكسي الأباتيت الصناعي و فحم العظم. من أهم المزايا لكل من ال امتزاز/ التبادل الأيوني أنه يمكن تجديد العديد من مواد الترشيح بمجرد الوصول إلى قدرة ال امتزاز. هنا، تتم إزالة الفلوريد عن طريق تمرير محلول قاعدي (قلوي) فوق قاعدة المرشح متبوعًا بإعادة التنشيط من خلال محلول حمضي قبل إعادة الاستخدام، على الرغم من أن قدرة إزالة الفلوريد في مادة المرشح تتناقص مع كل دورة تجديد.  يعتبر عيوب ال امتزاز/التبادل الأيوني عدم توفر الألومينا المنشط دائمًا محليًا أو قد يكون باهظ الثمن، في حين أن جودة ال فحم العظمي يمكن أن تختلف بشكل كبير لدرجة أن الجودة تحتاج إلى مراقبة متكررة ومهارة مطلوبة في إنتاجها. يتشابه هيدروكسي الأباتيت الصناعي (HAP، وفقًا للاختصار باللغة الإنجليزية)، كيميائيًا مع فحم العظم، حيث يتمتع عمومًا بقدرة امتصاص أعلى مع تذبذب أقل في الجودة. يدخل في تقنيات إزالة الفلوريد الأخرى التخثير الكهربي (يجمع بين الكيمياء الكهربائية والتخثر والترسيب) وتقنية Nakuru (تجمع بين الترسيب وال امتزاز). تتمكن معظم التقنيات من إزالة أكثر من 90٪ من الفلوريد، على الرغم من أن ارتفاع الأس الهيدروجيني/ ال قلوية يمكن أن يجعل بعض التقنيات أقل فعالية (على سبيل المثال، يقل فعالية الألومينا المنشط والتخثر/الترسيب عند المستويات الأعلى).

المواد والمستلزمات

تعتمد المواد والمستلزمات على نوع عملية الإزالة المختارة ويمكن أن تشمل البنية التحتية للمعالجة الفيزيائية ومادة الترشيح والمواد الكيميائية المختلفة لمعالجة المادة أو التجديد. قد لا تتوفر بعض هذه المواد محليًا.

القابلية للتطبيق

يتوافق إزالة الفلوريد أكثر مع مرحلتي الاستقرار والتعافي، حيث إن التأثير الصحي السلبي للفلوريد ينتج فقط من الاستخدام على مدى فترة طويلة للمصدر الملوث. يتوجب معالجة المستويات الأعلى من الفلوريد، في حالات الطوارئ الحادة، وتركّز الأولوية على توفير كميات كافية من مياه الشرب. تُخفض مستويات الفلوريد أيًا كانت، عند استخدام التخثر T.4 ، T.5 في حالات الطوارئ.

التشغيل والصيانة

تظهر الحاجة لأنشطة تشغيل وصيانة مختلفة لكل نظام، ولكن معظمها له متطلبات تشغيل وصيانة كبيرة. بالنسبة للتخثر/الترسيب، يشمل التشغيل والصيانة الجرعات اليومية من المواد الكيميائية وإزالة الحمأة، ويحتاج المصنع غالبًا إلى إمداد طاقة. بالنسبة لل امتزاز/التبادل الأيوني، يقل تكرار التشغيل والصيانة، ولكن عند الحاجة، فإنه يتضمن تجديد قاعدة التلامس باستخدام القلويات والأحماض. يجب تخزين هذه المواد الكيميائية والتعامل معها بحرص، لذلك يسهل ذلك على المستوى المركزي.

الصحة والسلامة

ينتج التخثر/الترسيب حمأة يوميًا، وي شبع ال امتزاز/التبادل الأيوني مادة المرشح بمرور الوقت. يمكن أن يكون كلاهما خطرًا بيئيًا، وينبغي التخلص من المخلفات بأمان (على سبيل المثال، دفن المخلفات بعيدًا عن مصادر مياه الشرب). يمكن أن يكون تجديد مواد القاعدة الملامسة باستخدام القلويات والأحماض أمرًا خطيرًا ويتطلب تدريبًا كافيًا للمشغلين بالإضافة إلى معدات الحماية الشخصية (نظارات واقية، وبِدَل العمل، وقفازات، وأحذية طويلة).

التكاليف

تُكلف بعض العمليات أكثر من غيرها. ترتبط التكلفة بالمواد الفعلية المستخدمة أو المعاد استخدامها (مثل المواد الكيميائية أو مواد المرشح)، والبنية التحتية (مثل محطة المعالجة، أو المُحرك أو الفرن) والعمالة المطلوبة لإنتاج أو تجديد المواد (على سبيل المثال، يُطلب الكثير لإنتاج فحم العظم). بالنسبة لمعظم العمليات، ترتفع التكلفة بشكل عام بحيث لا تقدر عليها الأسرة أو المجتمع دون أي شكل من أشكال التمويل الخارجي/الحكومي، وخاصةً عندما ترتفع مستويات الفلوريد وتتكرر أكثر دورات التجديد.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

قد لا تتم الموافقة على فحم العظم في بعض المناطق لأسباب دينية أو ثقافية. بالنسبة للتخثر/الترسيب، فإن نسبة الكبريتات العالية في المياه المعالجة قد لا يوافق عليها المستخدمون. يتطلب تقديم العلاج بالفلوريد على مستوى المجتمع مشاركة وإشراك جميع الأطراف المعنية منذ البداية. حيثما يكون الوعي منخفضًا، فستكون هناك حاجة إلى تدخلات لتغيير المعلومات والسلوك (انظر X.16) لم تتضح الآثار طويلة المدى للتسمم بالفلوريد، وقد يتردد المستخدمون في قبول هذا العلاج إذا أدى إلى ارتفاع التكاليف. تشكل محاليل التجديد أو مادة المرشح الم شبعة مخاطر بيئية وينبغي التخلص منها بأمان بعيدًا عن مصادر مياه الشرب أو الأراضي المستخدمة في الزراعة.