丹陽(yáng)含氟廢水處理設備工藝

丹陽(yáng)含氟廢水處理設備工藝

1、化學(xué)沉淀法

對于高濃度含氟工業(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、費用低等優(yōu)點(diǎn)，但存在處理后出水很難達標、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16.3mg/L，按氟離子計為7.9mg／L，在此溶解度的氟化鈣會(huì )形成沉淀物。氟的殘留量為10～20mg/L時(shí)形成沉淀物的速度會(huì )減慢。當水中含有一定數量的鹽類(lèi)，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20～30mg／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達到12，也只能使廢水中氟離子濃度下降到15mg/L左右，且水中懸浮物含量很高。當水中含有氯化鈣、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10mg／L左右。為使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在廢水中單獨或并用添加常用的無(wú)機鹽混凝劑(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40mg／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100mg／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，而應在除氟效率與經(jīng)濟性二者之間進(jìn)行協(xié)調考慮，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。

丹陽(yáng)含氟廢水處理設備工藝

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)物和生成的Al(OH)3(am)礬花對氟離子的配體交換、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、一次處理后可達國家排放標準的優(yōu)點(diǎn)。硫酸鋁、聚合鋁等鋁鹽對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，根據不同情況每m3水需投加150～1000g，這會(huì )使出水中含有一定量的對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(zhù)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)不夠穩定，這與目前對混凝除氟機理認識還很不夠有關(guān)，研究絮凝除氟機理具有明顯的現實(shí)意義。

鋁鹽絮凝去除氟離子機理比較復雜，主要有吸附、離子交換、絡(luò )合沉降三種作用機理。

(1)吸附。鋁鹽絮凝沉淀除氟過(guò)程為靜電吸附，直接的證據是AC或PAC含氟絮體由于吸附了帶電荷的氟離子，正電荷被部分中和，相同pH條件下ζ電位要比其本身絮體要低。另一證據是當水中SO42-，Cl-等陰離子的濃度較高時(shí)，由于存在競爭，會(huì )使絮凝過(guò)程中形成的Al(OH)3礬花對氟離子的吸附容量顯著(zhù)減少。

(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(guò)程中，投加到水中的Al13O4(OH)147+等聚羥陽(yáng)離子及其水解后形成的無(wú)定性Al(OH)3(am)沉淀，其中的OH-與F-發(fā)生交換，這一交換過(guò)程是在等電荷條件下進(jìn)行的，交換后絮體所帶電荷不變，絮體的ζ電位也不會(huì )因此升高或降低，但這一過(guò)程中釋放出的OH-，會(huì )使體系的pH升高，說(shuō)明離子交換也是鋁鹽除氟的一個(gè)重要的作用方式。

(3)絡(luò )合沉淀。F-能與Al3+等形成從AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6種絡(luò )合物，溶液化學(xué)平衡的計算表明，在F-濃度為1×10-4～1×10-2mol/L的鋁鹽混凝除氟體系中，pH為5～6的情況下，主要以AlF2+，AlF3，AlF4-和AlF52-等形態(tài)存在，這些鋁氟絡(luò )合離子在絮凝過(guò)程中會(huì )形成鋁氟絡(luò )合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夾雜在新形成的Al(OH)3(am)絮體中沉降下來(lái)，絮體的IR和XPS譜圖觀(guān)察到的鋁氟絡(luò )離子AlFx(3-x)+一部分是絡(luò )合沉降作用的結果，另一部分則可能是離子交換的產(chǎn)物。