《几种含氟废水处理技术的优缺点比照!》由会员分享，可在线阅读，更多相关《几种含氟废水处理技术的优缺点比照!（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、几种含氟废水处理技术的优缺点比照！按照国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于 10mg/L ；对于饮用水，氟离子浓度要求在1mg / L以下。 含氟废水的处理方法有多种，目前工程中应用最多的为化学 沉淀、絮凝沉淀、吸附三种处理工艺。1、化学沉淀法对于高浓度含氟工业废水，一般采用钙盐沉淀法，即向 废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。 该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处 理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。氟化钙在18C时于水中的溶解度为16.3mg/L，按氟离 子计为7.9mg/L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟 的残留量为1020mg/L时
2、形成沉淀物的速度会减慢。当水 中含有一定数量的盐类，如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时，将 会增大氟化钙的溶解度。因此用石灰处理后的废水中氟含量 一般不会低于2030mg/L。石灰的价格便宜，但溶解度低，只能以乳状液投加，由 于生产的 CaF2 沉淀包裹在 Ca(OH)2 颗粒的表面，使之不能 被充分利用，因而用量大。投加石灰乳时，即使其用量使废 水pH到达12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L 左右，且水中悬浮物含量很高。当水中含有氯化钙、硫酸钙 等可溶性的钙盐时，由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度含氟废水中参加石灰与氯化钙的混合物，经中和澄清和 过滤后，pH为78时，废水中的总氟含量可降
3、到10mg /L左右。为使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在废水中单 独或并用添加常用的无机盐混凝剂(如三氯化铁)或高分子混 凝剂(如聚丙烯酰胺)。为不破坏这种已形成的絮凝物，搅拌 操作宜缓慢开展，生成的沉淀物可用静止分离法开展固液分 离。在任何pH下，氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减 小。在钙离子过剩量小于40mg /L时，氟离子浓度随钙离 子浓度的增大而迅速降低，而钙离子浓度大于100mg/L 时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此，在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高 石灰过剩量的方法来提高除氟效果，而应在除氟效率与经济 性二者之间开展协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可 能少地投
4、加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。2、絮凝沉淀法氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投 加到水中后，利用AI3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物 和最后生成的AI(OH)3(am)矶花对氟离子的配体交换、物 理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。与钙盐沉淀法相比， 铝盐絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后 可达国家排放标准的优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子 都具有较好的混凝去除效果。使用铝盐时混凝最正确pH为6.47.2但投加量大， 根据不同情况每m3水需投加1501000g，这会使出水中 含有一定量的对人体安康有害的溶解铝。使用聚铝后，投加 量可减少一半左右，絮凝
5、沉淀的pH范围扩大到5&聚铝 的除氟效果与聚铝本身的性质有关，碱化度为 75%的聚铝除 氟最正确，投加量以水中 F 与 Al 的摩尔比为 0.7 左右时最正 确。铝盐絮凝沉淀法也存在着明显的缺点，即使用范围小， 若含氟量大，混凝剂使用量多，处理费用较大，产生污泥量 多；氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水 中SO42-, Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定， 这与目前对混凝除氟机理认识还很不够有关，研究絮凝除氟 机理具有明显的现实意义。铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂，主要有吸附、离子 交换、络合沉降三种作用机理。(1) 吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附，最直接的 证据是
6、AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子，正 电荷被部分中和，一样pH条件下Z电位要比其本身絮体要低。 另一证据是当水中SO42- , Cl-等阴离子的浓度较高时，由 于存在竞争，会使絮凝过程中形成的 Al(OH)3 矾花对氟离子 的吸附容量显著减少。(2) 离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近，铝 盐絮凝除氟过程中，投加到水中的AI13O4(OH)147+等聚 羟阳离子及其水解后形成的无定性AI(OH)3(am)沉淀，其中 的OH-与F-发生交换，这一交换过程是在等电荷条件下开 展的，交换后絮体所带电荷不变，絮体的Z电位也不会因此 升高或降低，但这一过程中释放出的OH-,会使体系的
7、pH 升高，说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式。(3) 络合沉淀。F-能与AI3+等形成从AIF2+ , AIF2+ ,AIF3到AIF63-共6种络合物，溶液化学平衡的计算说明， 在F-浓度为1x10-41x10-2mol/L的铝盐混凝除氟体系 中,pH为56的情况下，主要以AIF2+ , AIF3 , AIF4-和 AIF52-等形态存在，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成 铝氟络合物(AIFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AIFx)或夹杂在新形成 的AI(OH)3(am)絮体中沉降下来，絮体的IR和XPS谱图最 终观察到的铝氟络离子AIFx(3-x) + 部分是络合沉降作用
8、 的结果，另一部分则可能是离子交换的产物。3、吸附法 用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、斜发沸石、 活性氧化镁，近年来还报道了氟吸附容量较高的羟基磷灰石 氧化锆等。利用这些吸附剂可将氟浓度为 10mg/L 的废水处 理到 1mg/L 以下，到达饮用水的标准。这些吸附剂的基本 情况总结于表 1。表1 列出的为原水氟质量浓度为 10mg/L 左右和最正确运行条件下的常用氟吸附剂吸附容量变化范 围。表1 常用氟吸附剂的吸附容量变化范围 吸附法般将吸附剂装入填充柱，采用动态吸附方式开 展，操作简便，除氟效果稳定，但存在如下缺点：(1) 吸附容量低。由表1 可见，常用的吸附剂如斜发沸石 和活性氧化铝
9、吸附容量都不大，在 0.062mg/g 之间。新 近报道的羟基磷酸钙的氟吸附量可达3.5mg/g活性氧化镁 的氟吸附为614mg/g，但使用过程中易流失。以稀土氧 化锆为主制成的氟吸附剂的吸附量可高达30mg/g。这些新 型的吸附剂虽价格比较贵，但处理后，吸附容量下降缓慢， 可反复使用，是一个发展方向。粉煤灰中含有活性氧化铝，也可用于处理含氟废水，可 直接往废水中投加，以废治废，成本低廉，缺点是氟吸附量 小，投加量大，通常需投加40100mg/L才能使出水氟含 量到达排放标准。(2) 处理水量小。当水中氟离子浓度为 5mg/L 时，每 kg 吸附剂一般只能处理101000L水且吸附时间一般在0
10、5h 以上。吸附法只适用于处理水量较小的场合，如饮用水处理。几种除氟技术比较(1) 利用化学沉淀法可以处理高浓度的含氟废水，氟离子 初始浓度为10003000mg/L时，石灰法处理后的最终浓 度可达2030mg/L，该法操作简便，处理费用低。但由 于泥渣沉降速度慢，需要添加氯化钙或其它絮凝剂，使沉淀 加速。设法提高钙离子浓度及保持高的 pH 而使氟化钙沉降 是降低氟离子浓度的主要途径。另外，联合使用磷酸盐、镁 盐、铝盐等，比单纯用钙盐除氟效果好。(2) 絮凝沉淀法对高浓度含氟水除氟效果差，处理后水中 硫酸根浓度偏高。(3) 吸附法适用于水量较小的饮用水深度处理，吸附剂大 多起阴离子交换作用，因此除氟效果十分明显，但都要加特 殊的处理剂和设置特定设备，处理费用往往高于沉淀法，且 操作复杂。使用羟基磷灰石活性氧化镁稀土金属氧化物等新 型吸附剂可提高处理效果。(4) 对于高浓度的含氟废水往往需开展两步处理，先用石灰开展沉淀，使氟含量降低到2030mg /L，继而用吸附 剂处理使氟含量降到 10mg/L 以下。(5) 鉴于含氟废水在种类、数量、氟含量及其它的污染物 等方面差异甚大，因此在选择处理方法时，要根据实际，因 地制宜。尤其注重以废治废的综合治理。(6) 含氟水处理过程中，各种除氟机理有可能同时发生。 开展除氟机理的研究工作，有助于现有除氟工艺的改善和除 氟新方法的开发。
