除氟劑-含氟廢水處理方法比較

按照國(guó)家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，氟離子濃度應(yīng)小于10mg/L；對(duì)于飲用水，氟離子濃度要求在1mg/L以下。含氟廢水的處理方法有多種，目前工程中應(yīng)用多的為化學(xué)沉淀、絮凝沉淀、吸附三種處理工藝。

1、化學(xué)沉淀法

對(duì)于高濃度含氟工業(yè)廢水，一般采用鈣鹽沉淀法，即向廢水中投加石灰，使氟離子與鈣離子生成CaF₂沉淀而除去。該工藝具有方法簡(jiǎn)單、處理方便、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但存在處理后出水很難達(dá)標(biāo)、泥渣沉降緩慢且脫水困難等缺點(diǎn)。一般用石灰處理后的廢水中氟含量一般不會(huì)低于20～30mg／L。石灰的價(jià)格便宜，但溶解度低，只能以乳狀液投加。含氟廢水中加入石灰與氯化鈣的混合物，經(jīng)中和澄清和過(guò)濾后，pH為7～8時(shí)，廢水中的總氟含量可降到10mg/L左右。但是想要數(shù)據(jù)再低使用單一的化學(xué)沉淀法基本不能實(shí)現(xiàn)。

　　2、絮凝沉淀法

　　氟離子廢水的絮凝沉淀法常用的絮凝劑為鋁鹽。鋁鹽投加到水中后，利用Al³⁺與F^-的絡(luò)合以及鋁鹽水解中間產(chǎn)物和后生成的Al(OH)₃(am)礬花對(duì)氟離子的配體交換、物理吸附、卷掃作用去除水中的氟離子。與鈣鹽沉淀法相比，鋁鹽絮凝沉淀法具有藥劑投加量少、處理量大、一次處理后可達(dá)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。硫酸鋁、聚合鋁等鋁鹽對(duì)氟離子都具有較好的混凝去除效果。鋁鹽絮凝去除氟離子機(jī)理比較復(fù)雜，主要有吸附、離子交換、絡(luò)合沉降三種作用機(jī)理。

　　3、吸附法

　　用于除氟的常用吸附劑主要有活性氧化鋁、斜發(fā)沸石、活性氧化鎂，近年來(lái)還報(bào)道了氟吸附容量較高的羥基磷灰石、氧化鋯等。利用這些吸附劑可將氟濃度為10mg/L的廢水處理到1mg/L以下，達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。這些吸附劑的基本情況總結(jié)于表1。表1列出的為原水氟質(zhì)量濃度為10mg/L左右和運(yùn)行條件下的常用氟吸附劑吸附容量變化范圍。

表1常用氟吸附劑的吸附容量變化范圍

幾種除氟技術(shù)比較

　　(1)利用化學(xué)沉淀法可以處理高濃度的含氟廢水，氟離子初始濃度為1000～3000mg/L時(shí)，石灰法處理后的終濃度可達(dá)20～30mg/L，該法操作簡(jiǎn)便，處理費(fèi)用低。但由于泥渣沉降速度慢，需要添加氯化鈣或其它絮凝劑，使沉淀加速。設(shè)法提高鈣離子濃度及保持高的pH而使氟化鈣沉降是降低氟離子濃度的主要途徑。另外，聯(lián)合使用磷酸鹽、鎂鹽、鋁鹽等，比單純用鈣鹽除氟效果好。

　　(2)絮凝沉淀法對(duì)高濃度含氟水除氟效果差，處理后水中硫酸根濃度偏高。

　　(3)吸附法適用于水量較小的飲用水深度處理，吸附劑大多起陰離子交換作用，因此除氟效果十分明顯，但都要加特殊的處理劑和設(shè)置特定設(shè)備，處理費(fèi)用往往高于沉淀法，且操作復(fù)雜。使用羥基磷灰石活性氧化鎂稀土金屬氧化物等新型吸附劑可提高處理效果。

　　(4)對(duì)于高濃度的含氟廢水往往需進(jìn)行兩步處理，先用石灰進(jìn)行沉淀，使氟含量降低到20～30mg/L，繼而用吸附劑處理使氟含量降到10mg/L以下。也可采用化學(xué)沉淀與絮凝沉淀連用的技術(shù)進(jìn)行處理。這時(shí)就要求化學(xué)藥劑處理的效果較好，目前環(huán)瑞研制的除氟劑F1和F2，僅采用化學(xué)沉淀和絮凝沉淀的方法即可將廢水中氟離子濃度降到10mg/L以下，無(wú)需采用吸附劑。