在工業(yè)上，含氟礦石開采、金屬冶煉、鋁加工、煉焦、玻璃、電子、電鍍、化肥、農(nóng)yao等行業(yè)排放的廢水中常含有高濃度的氟化物。對于這些含氟廢水，目前國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)廠尚無完善的處理設(shè)施，所排放的廢水中氟含量超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重污染環(huán)境。按照國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，氟離子濃度應(yīng)小于10mg/L;對于飲用水，氟離子濃度要求在1mg/L以下。目前國內(nèi)外常用的含氟廢水處理方法大致分為兩類，即沉淀法和吸附法。
化學(xué)沉淀法是通過投加鈣鹽等化學(xué)藥品，形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀。該方法簡單、處理方便，費用低，但石灰溶解度低，只能以乳狀液投加，且產(chǎn)生的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。處理后的廢水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很難達(dá)到國標(biāo)一標(biāo)準(zhǔn)。而且存在泥渣沉降緩慢，脫水困難，處理大流量排放物周期長，不適應(yīng)連續(xù)處理連續(xù)排放等缺點。
吸附法是指含氟廢水流經(jīng)接觸床，通過與床中固體介質(zhì)進(jìn)行離子交換或化學(xué)反應(yīng)，去除氟化物。這種方法只適用于低濃度的含氟廢水或經(jīng)其他方法處理后氟化物濃度降至10~20mg/L的廢水。而且接觸床的再生及高濃度再生液的處理是整個運行過程中*的一部分，接觸床頻繁的再生使運行成本較高。此外，還有冷凍法、離子交換樹脂除氟法、超濾除氟法、電滲析等，但因為處理成本高，除氟效率低，至今多停留在實驗階段，很少推廣應(yīng)用于工業(yè)含氟廢水治理。
絮凝氣浮處理含氟廢水新工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，采用絮凝一氣浮一吸附相結(jié)合的工藝處理含氟廢水。
1.基本原理
利用鋁離子的三種機理來去除氟離子，即：(1)吸附。鋁鹽絮凝除氟過程中生成的具有很大表面積的無定性Al(OH)3(am)原體對氟離子產(chǎn)生氫鍵吸附，氟離子半徑小，電負(fù)性強，這一吸附方式很容易發(fā)生。(2)離子交換。氟離子與氫氧根的半徑及電荷都相近，鋁鹽絮凝除氟過程中，投加到水中的A113O4(0H)147+等聚陽離子及水解后形成的無定性Al(0H)3(am)沉淀，其中的OH-與F-發(fā)生交換，這一交換過程是在等電荷條件下進(jìn)行的。
(3)絡(luò)合沉淀。F-能與Al3+等形成從AlF2+、AlF2+、AlF3到AlF63-6種絡(luò)合物，絡(luò)合沉降而去除F-。絡(luò)合離子方程式如下：F-+Al3+→AlF2+↓+AlF2+↓+AlF3↓+AlF4-↓+AlF52-↓+AlF63-↓絮凝產(chǎn)生的絮狀物通過氣浮裝置達(dá)到有效的固液分離，出水經(jīng)過砂濾再通過活性炭吸附后排放。
2.應(yīng)用實例
某半導(dǎo)體廠含氟廢水平均進(jìn)口濃度為165.54m/L，pH=2.39，排放水量為50m3/d?！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一標(biāo)準(zhǔn)為：F-≤10mg/，pH=6~9。處理工藝流程見圖1。
生產(chǎn)廢水先流入調(diào)節(jié)沉淀池，然后由泵提入絮凝反應(yīng)池，同時通過自動加藥機投加藥劑NaOH，2‰聚鋁及0.005‰的PAM助凝劑，進(jìn)行絮凝反應(yīng)。加藥過程中，觀察pH值顯示儀的讀數(shù)，根據(jù)聲值調(diào)節(jié)NaOH的投加量，控制pH在7左右。絮凝反應(yīng)時間約為15min。出水自流入氣浮分離池，由溶氣釋放器中釋放出來的溶氣水將絮凝后的沉淀托出水面，在液面上形成沉淀物浮渣，浮渣經(jīng)刮渣機刮出后進(jìn)入干化箱，靜沉后的清潔液再流入調(diào)節(jié)沉淀池，沉渣干化后可外運填埋或焚燒處理。氣浮分離池下部的清液自流入清水池中，部分清水由溶氣泵提入溶氣罐，作為氣浮用的溶氣水，其余的清水由泵提入砂濾塔，經(jīng)過砂濾的水再進(jìn)入活性炭吸附罐進(jìn)行深度處理，zui后直接排放。
3.運行效果
這套處理設(shè)施竣工投用以來，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)多次對設(shè)施進(jìn)出口F-濃度進(jìn)行采樣監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明，該含氟廢水處理設(shè)備出口排放物中的州值均在6.5~7之間，F(xiàn)-的濃度均小于5mg/L，排放指標(biāo)均達(dá)到了國家污水綜合排放一標(biāo)準(zhǔn)，除F-效率達(dá)98.9%。
同時經(jīng)濟評估表明，這套設(shè)施充分利用了工廠原有的調(diào)節(jié)沉淀池、部分管路等設(shè)施，總投資不高，除去設(shè)備折舊費及人工費，總運行費用每噸僅為0.50元。
4.結(jié)論
(1)絮凝一氣浮處理含氟廢水工藝?yán)^承了傳統(tǒng)工藝的優(yōu)點，充分利用鋁鹽絮凝的吸附、離子交換、絡(luò)合沉淀等作用機理，緩解后續(xù)處理的負(fù)荷，且采用聚鋁作為絮凝劑比采用鋁鹽用量減少一半，處理費用進(jìn)一步降低。
(2)將氣浮技術(shù)運用于含氟廢水處理中，解決了以往固液分離的難題，使設(shè)備能穩(wěn)定運行。(3)出水末端采用活性炭吸附，給出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放提供保障。
(4)在工藝中，用NaOH取代傳統(tǒng)的Ca(OH)2，使泥渣量減少，
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