丹陽(yáng)含氟廢水處理設(shè)備一體化污水凈化裝置

目前含氟廢水處理工程中使用頻率較多的主要是絮凝沉淀、化學(xué)沉淀以及吸附這三種工藝，依照工農(nóng)業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，氟離子溶度應(yīng)少于10毫克/升，對(duì)于生活用水，氟離子溶度要求在1毫克/升之下。
1、化學(xué)沉淀法：
主要是石灰沉淀法，加鈣鹽等化學(xué)藥品形成氟化物沉淀或者氟化物吸附所形成的沉淀中而共同沉淀，操作簡(jiǎn)單、處理方便、費(fèi)用低，但是產(chǎn)生的CaF2包裹在熟石灰顆粒表面使之不能充分使用，藥品用量大，出水氟離子濃度一般在15毫克/升左右，很難達(dá)標(biāo)，泥渣沉降緩慢，脫水困難；
2、混凝法：
利用鐵鹽和鋁鹽兩大類混凝劑所含金屬離子在水中形成細(xì)微的校核或絮絨體，這些帶正電的膠粒吸附水中的氟離子，使膠粒相互凝聚為較大的絮狀物沉淀以達(dá)到除氟的目的，這種方阿飛藥劑投加量小、處理量大、一次處理后可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，但是處理的費(fèi)用比較大，產(chǎn)生的污泥量多，氟離子區(qū)除效果受攪拌條件、沉降時(shí)間等操作因素及水中SO42-等陰離子影響大，出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定；
3、吸附法：
利用多孔結(jié)構(gòu)的吸附劑，如活性氧化鋁/沸石等，采用動(dòng)態(tài)吸附的方式使水中氟離子吸附在固定表面而達(dá)到除氟的目的，其工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便無(wú)毒以及污染小，吸附容量穩(wěn)定，但是濾料的吸附容量小，處理效率低，處理時(shí)間長(zhǎng)，有些濾料再生之后交換容量下降。氟化合物對(duì)人體有害，少量的氟（150mg以內(nèi)）就能引發(fā)一系列的病痛，大量氟化物進(jìn)入體內(nèi)會(huì)引起急性中毒。因吸入量不同，可以產(chǎn)生各種病癥，例如厭食、、腹痛、胃潰瘍、抽筋出血甚至死亡。若中毒量不足致死，人體可以迅速?gòu)姆卸局谢謴?fù)，尤其在使用靜脈注射或是肌肉注射治療時(shí)，約有90%的氟可被迅速消除，剩余的氟則需要時(shí)間除去。經(jīng)常接觸氟化物，容易導(dǎo)致骨骼變硬、脆化，牙齒脆裂斷落等癥狀，部分地區(qū)飲水中含氟量過(guò)大也容易導(dǎo)致氟中毒。

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)。

氟化鈣在18 ℃時(shí)于水中的溶解度為16.3 mg/L，按氟離子計(jì)為7.9 mg／L，在此溶解度的氟化鈣會(huì)形成沉淀物。氟的殘留量為10～20 mg/L時(shí)形成沉淀物的速度會(huì)減慢。當(dāng)水中含有一定數(shù)量的鹽類，如氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨時(shí)，將會(huì)增大氟化鈣的溶解度。因此用石灰處理后的廢水中氟含量一般不會(huì)低于20～30 mg／L。

石灰的價(jià)格便宜，但溶解度低，只能以乳狀液投加，由于生產(chǎn)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。投加石灰乳時(shí)，即使其用量使廢水pH達(dá)到12，也只能使廢水中氟離子濃度下降到15 mg/L左右，且水中懸浮物含量很高。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。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10 mg／L左右。

為使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在廢水中單獨(dú)或并用添加常用的無(wú)機(jī)鹽混凝劑(如三氯化鐵)或高分子混凝劑(如聚丙烯酰胺)。為不破壞這種已形成的絮凝物，攪拌操作宜緩慢進(jìn)行，生成的沉淀物可用靜止分離法進(jìn)行固液分離。在任何pH下，氟離子的濃度隨鈣離子濃度的增大而減小。在鈣離子過(guò)剩量小于40 mg／L時(shí)，氟離子濃度隨鈣離子濃度的增大而迅速降低，而鈣離子濃度大于100 mg／L時(shí)氟離子濃度隨鈣離子濃度變化緩慢。

因此，在用石灰沉淀法處理含氟廢水時(shí)不能用單純提高石灰過(guò)剩量的方法來(lái)提高除氟效果，而應(yīng)在除氟效率與經(jīng)濟(jì)性二者之間進(jìn)行協(xié)調(diào)考慮，使之既有較好的除氟效果又盡可能少地投加石灰。這也有利于減少處理后排放的污泥量。

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)物和最后生成的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。

使用鋁鹽時(shí)，混凝pH為6.4～7.2，但投加量大，根據(jù)不同情況每 m3水需投加150～1000 g，這會(huì)使出水中含有一定量的對(duì)人體健康有害的溶解鋁。使用聚鋁后，投加量可減少一半左右，絮凝沉淀的pH范圍擴(kuò)大到5～8 。聚鋁的除氟效果與聚鋁本身的性質(zhì)有關(guān)，堿化度為75%的聚鋁除氟，投加量以水中F與 Al的摩爾比為0.7左右時(shí)。鋁鹽絮凝沉淀法也存在著明顯的缺點(diǎn)，即使用范圍小，若含氟量大，混凝劑使用量多，處理費(fèi)用較大，產(chǎn)生污泥量多；氟離子去除效果受攪拌條件、沉降時(shí)間等操作因素及水中SO42-，Cl-等陰離子的影響較大，出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定，這與目前對(duì)混凝除氟機(jī)理認(rèn)識(shí)還很不夠有關(guān)，研究絮凝除氟機(jī)理具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。

丹陽(yáng)含氟廢水處理設(shè)備一體化污水凈化裝置

由表1可見(jiàn)，常用的吸附劑如斜發(fā)沸石和活性氧化鋁吸附容量都不大，在0.06～2 mg/g之間。新近報(bào)道的羥基磷酸鈣的氟吸附量可達(dá)3.5 mg/g，活性氧化鎂的氟吸附為6～14 mg/g，但使用過(guò)程中易流失。以稀土氧化鋯為主制成的氟吸附劑的吸附量可高達(dá)30 mg/g。這些新型的吸附劑雖價(jià)格比較貴，但處理后，吸附容量下降緩慢，可反復(fù)使用，是一個(gè)發(fā)展方向。粉煤灰中含有活性氧化鋁，也可用于處理含氟廢水，可直接往廢水中投加，以廢治廢，成本低廉，缺點(diǎn)是氟吸附量小，投加量大，通常需投加40～100 mg/L才能使出水氟含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)處理水量小。

當(dāng)水中氟離子濃度為5 mg/L時(shí)，每kg吸附劑一般只能處理10～1000 L 水，且吸附時(shí)間一般在0.5 h以上。吸附法只適用于處理水量較小的場(chǎng)合，如飲用水處理。

4、離子交換樹(shù)脂

離子交換樹(shù)脂是一種專門在廢水中去除氟的一種特殊鋁鹽再生型離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂上帶有氟螯合型基團(tuán)的一種官能團(tuán)，廢水中的硫酸根，碳酸氫根，不干擾氟的吸附與去除，氟的出水精度可以達(dá)到0.5ppm以下，穩(wěn)定出水達(dá)標(biāo)。

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)，石灰法處理后的最終濃度可達(dá)20～30 mg／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。