去除氟藥劑-含氟廢水處理方法

一、含氟廢水的來源及特點(diǎn)

氟原子量小的鹵素，位于元素周期表第2 周期第ⅦA族。一定量的氟及其有機(jī)化物具有防齲齒的作用，但含量超過或地獄允許范圍，對人體會造成很大的危害。氟含量過高，會影響人體的鈣、磷代謝，使人體的物質(zhì)代謝與生理功能發(fā)生紊亂，從而造成氟骨癥、斑齒等一系列中毒癥狀，研究人員對此作了比較深入的調(diào)查，確定了飲用水適宜的氟質(zhì)量濃度為0.5~1.0 mg/L。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，氟在空氣中的含量應(yīng)低于1 mg/L，排放廢水中的含量應(yīng)低于10 mg/L。

含氟廢水主要來源于有色金屬及稀土金屬的冶煉、鋁電解精煉、玻璃陶瓷制造、氟硅酸鹽、不銹鋼酸洗及硅類電器零件清洗等生產(chǎn)過程。廢水中氟的含量及其形態(tài)，視不同的工藝而異。

二、含氟廢水處理方法

含氟廢水處理方法一般分為混凝沉淀法和吸附法兩類。典型的沉淀方法有石灰沉淀法、磷酸鹽沉淀法和冰晶石沉淀法。對于高濃度的氟廢水，可投加石灰，使廢水中的氟以CaF₂的形式去除。石灰價格便宜，但溶解度較差，只能以乳液形式投加。無論采用鈣鹽沉淀法或其他沉淀法，常常需要解決如何克服氟化物沉淀的膠體性質(zhì)、使之快速絮凝并提高固液分離效果的問題。常用的無機(jī)絮凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩大類。鋁鹽和鐵鹽除氟是基于Al³⁺、Fe³⁺能與F^—形成穩(wěn)定的絡(luò)合物．且它們在水中水解形成吸附能力很強(qiáng)的絮凝氫氧化物沉淀，大量吸附廢水中的F^—。但鐵鹽的強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性對設(shè)備有腐蝕；鋁鹽的除氟效果易受原水中的各種陰離子的影響。目前傾向于用聚鐵和聚鋁來代替簡單的鐵、鋁鹽。

吸附法一般用于深度處理。含氟廢水經(jīng)混凝沉淀法處理，含氟量已降至10-20mg/L時，可用吸附法進(jìn)一步處理。由于吸附法研究的成本較低，而且除氟效果較好，所以一直是含氟廢水處理的重要方法。

1.氟化鈣沉淀法

通過向廢水中投加含鈣離子的藥劑，使氟離子與鈣離子反應(yīng)生成氟化鈣沉淀，而被去除。

根據(jù)鈣源的不同，又可分為石灰法、石灰-鋁鹽法、石灰-鎂鹽法等。其中石灰法除氟在國內(nèi)應(yīng)用較為普遍。

（1）石灰法  向廢水中投加石灰乳，生成氟化鈣沉淀（K_sp=3.4?10^-11）。18℃時，氟化鈣在水中的溶解度為16?10^-3g/L，按F^—計為7.7mg/L，故石灰法除氟所能達(dá)到的理論極限值約為8 mg/L。石灰法具有操作簡單，管理方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是沉淀物沉降緩慢，較難脫水，泥渣含水率高。

（2）石灰-鋁鹽法 向廢水中投加石灰乳，調(diào)整pH值，然后投加硫酸鋁或聚合氯化鋁，生成氫氧化鋁絮凝體，吸附水中氟化鈣結(jié)晶及氟離子，沉淀后除去。其除氟效果與投加的鋁鹽量成正比。

2.吸附法

吸附法是含氟廢水處理的又一重要方法。當(dāng)含氟廢水流經(jīng)吸附劑時，水中的氟被吸附劑選擇性地吸附，從而達(dá)到除氟的目的。氟吸附劑可分為含鋁吸附劑、天然高分子吸附劑、稀土吸附劑和其他類型的吸附劑。

吸附是－種發(fā)生在兩相界面的成分濃縮。吸附劑之所以具有良好的吸附特性，主要是因?yàn)樗忻芗募?xì)孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，或具有可以與吸附質(zhì)分子形成化學(xué)鍵的基團(tuán)，因而吸附行為可分為物理吸附與化學(xué)吸附。當(dāng)廢水中有多種溶質(zhì)共存時，采用吸附法處理含氟廢水，選擇性未必理想，氟離子的吸附容量和吸附速度要受到其他溶質(zhì)的影響。這時就須要控制條件提高吸附劑的吸附選擇性，使之優(yōu)先吸附氟離子。

目前環(huán)瑞研制的除氟劑GMS-F1和GMS-F2，在沉淀除氟方面具有很好的效果，除氟劑GMS-F1和GMS-F2的反應(yīng)非常迅速，可直接投加，對氟超標(biāo)的廢水進(jìn)行處理，由于廢水的含氟高低不一，因而投加量有所不同；投加量應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試初步確定，并在實(shí)際使用中進(jìn)行調(diào)整。