1、廢水氟化物管理的必要性

在化工生產(chǎn)、玻璃制造、電鍍、有色金屬冶煉及半導(dǎo)體等電子元件制造等工業(yè)生產(chǎn)過程中，都會(huì)產(chǎn)生大量氟化物，氟離子會(huì)對(duì)環(huán)境形成嚴(yán)重的污染，其中以水環(huán)境的氟污染最為嚴(yán)重，因而，含氟廢水的管理技術(shù)研討不斷是環(huán)保范疇的重要課題。

飲用水含氟量在0．4—0．6mg／L時(shí)對(duì)人體有益，而長(zhǎng)期飲用含量>1．5mg／L的高氟水則會(huì)給人體帶來不利影響，嚴(yán)重的會(huì)造成氟斑牙和氟骨病。我國(guó)某些地域特殊的地球化學(xué)特征使該區(qū)域水源含氟量>1．0mg／L，從而形成地方性氟中毒。除個(gè)別地域自然要素外，大量高氟工業(yè)廢水的排放是中央水域含氟量高的主要要素之一。隨著我國(guó)工業(yè)的迅猛開展，含氟廢水的排放量將會(huì)增加，因而必需嚴(yán)厲控制含氟工業(yè)廢水的排放。

目前國(guó)內(nèi)外處置含氟廢水的辦法主要有化學(xué)沉淀法、混凝沉降法、吸附法。反滲透法、電滲析法等其他技術(shù)也能夠用來除氟，但是相對(duì)本錢較高，很少采用。其中化學(xué)沉淀法和混凝沉降法具有簡(jiǎn)單有效、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢低、去除效率高和工藝技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，因而被普遍應(yīng)用于工業(yè)廢水中除氟。

2、廢水氟化物管理技術(shù)引見

2．1 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是含氟工業(yè)廢水處理較常用的辦法，在高濃度的含氟廢水處置應(yīng)用中尤為提高，但對(duì)低氟廢水處置效果較差，這是由于低氟廢水誘導(dǎo)沉淀構(gòu)成的晶核較難生成…。向含氟廢水中投入石灰，調(diào)理廢水pH值，并投入適量的其它可溶性鈣鹽，使廢水中的氟離子與鈣離子反響生成氟化鈣沉淀，從而完成廢水中氟化物的去除?；瘜W(xué)方程式如下：

氟化鈣在18℃時(shí)于水中的溶解度為16．3mg／L，按氟離子計(jì)為7．9mg／L，在此溶解度的氟化鈣會(huì)構(gòu)成沉淀物。氟的殘留量為10—20mg／L時(shí)構(gòu)成沉淀物的速度會(huì)減慢。有研討標(biāo)明，當(dāng)水中含有一定量的氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨時(shí)，將會(huì)增大氟化鈣的溶解度；當(dāng)水中溶有碳酸鹽、重碳酸鹽、磷酸鹽時(shí)，采用鈣鹽沉淀除氟時(shí)，除氟效果會(huì)降低。因而單純用石灰處置后的廢水中氟含量普通只能降低到20mg／L左右。

當(dāng)水中含有氯化鈣、硫酸鈣等可溶性的鈣鹽時(shí)，由于同離子效應(yīng)而降低氟化鈣的溶解度。根據(jù)同離子效應(yīng)單純提高Ca的投加量除氟效果不明顯，調(diào)理廢水pH值至強(qiáng)堿性是有效提高除氟效果的重要要素，采用Ca(OH)2作為除氟劑時(shí)，其投加量的調(diào)理應(yīng)滿足調(diào)理廢水pH值為10左右，然后投加適量的CaCl2以提高除氟效果。含氟廢水中參加石灰與氯化鈣的混合物，經(jīng)中和廓清和過濾后，廢水中的總氟含量可降到10～15mg／L。

在用化學(xué)沉淀法處置含氟廢水時(shí)不能用單純提高石灰過量的辦法來提高除氟效果，而應(yīng)在除氟效率與經(jīng)濟(jì)性二者之間實(shí)施諧和思索，使之既有較好的除氟效果又盡可能少地投加藥劑，這也有利于減少處置后排放的污泥量。

化學(xué)沉淀法具有辦法簡(jiǎn)單、處置便當(dāng)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在以下問題：①氟化鈣沉淀過程中易產(chǎn)生膠狀體，而膠狀的氟化鈣沉降別離非常艱難，處置后廢水中的氟離子濃度難以穩(wěn)定到達(dá)國(guó)度一級(jí)排放規(guī)范。②氟化鈣沉淀物的含水率高，不能作為產(chǎn)品回收再應(yīng)用，一方面糜費(fèi)資源，另一方面后續(xù)處置會(huì)增加一定的本錢。

2．2 混凝沉降法

水中的F-常以離子態(tài)和膠體態(tài)的方式存在。廢水中投加石灰或者鈣鹽，使廢水中游離的F-與Ca-反響生成CaF沉淀。由于生成的氟化鈣沉淀顆粒極小，沉速很慢，在水流的擾動(dòng)下，常常在水中處于懸浮狀態(tài)，很難到達(dá)國(guó)度請(qǐng)求的去除規(guī)范。而且投加石灰僅對(duì)游離性F-有去除作用。因而，混凝沉降法是向含氟廢水中投加混凝劑(鋁鹽或鐵鹽)，經(jīng)過吸附、離子交流、絡(luò)合沉降三種作用機(jī)理，使氟化鈣生成大顆粒的絮凝體加速沉淀，用靜止別離法實(shí)施固液別離，從而到達(dá)氟離子去除的目的。同時(shí)絮凝體能夠吸附水中呈膠體態(tài)的F-及其它懸浮物，到達(dá)降氟和降濁的雙重作用。這種辦法對(duì)廢水中氟離子的凈化率較高，能夠到達(dá)《污水綜合排放規(guī)范》一級(jí)規(guī)范的排放請(qǐng)求。

但是混凝沉降法存在以下問題：①氟離子的去除效果受攪拌條件、沉降時(shí)間等操作要素的影響大，在去除廢水中氟離子的穩(wěn)定性方面有所缺乏；②污泥廓清時(shí)間長(zhǎng)、污泥量大、含水率高，藥劑本錢較高。

2．3 吸附法

吸附法適于處置氟化物含量較低的工業(yè)廢水以及經(jīng)沉淀法處置后氟化物濃度仍舊不能契合有關(guān)規(guī)則的廢水。依據(jù)所用的原料，能夠?qū)⒎絼┓譃殇X吸附劑、稀土吸附劑和樹脂吸附劑。氟離子被吸附劑吸附，到達(dá)除氟請(qǐng)求，當(dāng)廢水氟含量超標(biāo)時(shí)，實(shí)施吸附劑再生。

常用除氟吸附劑的優(yōu)缺陷如下：①活性氧化鋁吸附劑。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，對(duì)氟離子的選擇性高，適于大范圍除氟。缺陷是pH值高，其他陰離子會(huì)影響吸附；Al易流失，對(duì)人體有害；吸附容量小，造成再生頻繁；出水指標(biāo)不穩(wěn)定。②稀土吸附劑。優(yōu)點(diǎn)是再生簡(jiǎn)單，吸附容量高，能屢次再生，選擇性高，機(jī)械強(qiáng)度好。缺陷是稀土吸附劑價(jià)錢昂貴，一次性投資較大，運(yùn)轉(zhuǎn)本錢高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上較少應(yīng)用。③陰離子交流樹脂吸附劑。優(yōu)點(diǎn)是除氟后無污泥及二次污染問題。缺陷是F-選擇次第較低，很少采用；廢水需求實(shí)施預(yù)處置，否則陰樹脂失效過快，受污染過快。④氟選擇性樹脂吸附劑。優(yōu)點(diǎn)是吸附容量大、出水穩(wěn)定，再生容易；除氟后無污泥及二次污染問題。缺陷是目前氟選擇性樹脂有多種，運(yùn)轉(zhuǎn)本錢上下不一；氟選擇性樹脂價(jià)錢昂貴，一次性投資較大；樹脂反洗高氟含量的濃水需求處置。

2．4 微電解器與芬頓反響器法(化學(xué)生物法)

采用化學(xué)生化工藝處置含氟有機(jī)廢水，應(yīng)用微電解器與芬頓反響器使廢水中的有機(jī)氟斷鏈，提高其可生化性，在除氟反響器中與石灰平均反響生成氟化鈣，在沉淀階段參加絮凝劑PAC來增大沉淀物的顆粒，使沉淀速率明顯加快，從而大大降低氟化物在廢水中的質(zhì)量濃度。經(jīng)沉淀后的上層清液實(shí)施生化處置后，水質(zhì)到達(dá)國(guó)度排放規(guī)范。

該辦法具有投資少、操作煩瑣、處置效率高、可綜合回收污泥等優(yōu)點(diǎn)；缺陷是運(yùn)轉(zhuǎn)本錢比擬高，但關(guān)于有機(jī)氟行業(yè)的廢水處置具有一定的理想意義。

2．5 電滲析或反滲透技術(shù)

電滲析或反滲透技術(shù)都是采用膜技術(shù)，具有除氟潔凈徹底，出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，但是只適用于原水含鹽量在1—5g／L、含氟5mg／L以下的廢水，通常需實(shí)施預(yù)處置，而且膜易污染或極化結(jié)垢，形成運(yùn)轉(zhuǎn)本錢高、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，設(shè)備投資大、運(yùn)用壽命短等缺陷。而且膜法處置有一定局限性，無論電滲析還是反滲透都有一定的系統(tǒng)回收率，其濃水側(cè)的高濃度氟離子廢水，還需求進(jìn)一步處置。由于運(yùn)轉(zhuǎn)本錢高而且條件請(qǐng)求苛刻，很少推行應(yīng)用。

3、廢水氟化物管理技術(shù)比擬

以每天處置水量為4800t、氟離子含量40mg／的廢水為例，對(duì)上述幾種處置技術(shù)實(shí)施預(yù)估投資、運(yùn)轉(zhuǎn)本錢以及處置效果(以處置后F-含量計(jì))實(shí)施比照，結(jié)果見表1。

4、結(jié)論

綜上所述，化學(xué)沉淀法投資及運(yùn)轉(zhuǎn)本錢均比擬低，但是出水氟化物指標(biāo)難以到達(dá)一級(jí)排放規(guī)范，假如請(qǐng)求出水氟化物指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，化學(xué)沉淀法+混凝沉降法結(jié)合管理將更具有優(yōu)勢(shì)。如需深度處置進(jìn)一步降低出水氟化物指標(biāo)，倡議采用化學(xué)沉淀法+氟選擇性樹脂吸附法的結(jié)合技術(shù)。

總之，工業(yè)含氟廢水的管理應(yīng)分離含氟廢水的特性，本著節(jié)約本錢、減少投資、提高脫除效率的準(zhǔn)繩，開發(fā)合理工藝。倡議以沉淀法為根底，結(jié)合其他處置技術(shù)，管理含氟廢水，使排水中的氟化物濃度滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保請(qǐng)求。