丹阳含氟废水处理设备一体化污水净化装置

丹阳含氟废水处理设备一体化污水净化装置

目前含氟废水处理工程中使用频率较多的主要是絮凝沉淀、化学沉淀以及吸附这三种工艺，依照工农业废水排放标准，氟离子溶度应少于10毫克/升，对于生活用水，氟离子溶度要求在1毫克/升之下。
1、化学沉淀法：
主要是石灰沉淀法，加钙盐等化学药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，操作简单、处理方便、费用低，但是产生的CaF2包裹在熟石灰颗粒表面使之不能充分使用，药品用量大，出水氟离子浓度一般在15毫克/升左右，很难达标，泥渣沉降缓慢，脱水困难；
2、混凝法：
利用铁盐和铝盐两大类混凝剂所含金属离子在水中形成细微的校核或絮绒体，这些带正电的胶粒吸附水中的氟离子，使胶粒相互凝聚为较大的絮状物沉淀以达到除氟的目的，这种方阿飞药剂投加量小、处理量大、一次处理后可达排放标准，但是处理的费用比较大，产生的污泥量多，氟离子区除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-等阴离子影响大，出水水质不够稳定；
3、吸附法：
利用多孔结构的吸附剂，如活性氧化铝/沸石等，采用动态吸附的方式使水中氟离子吸附在固定表面而达到除氟的目的，其工艺简单、操作简便无毒以及污染小，吸附容量稳定，但是滤料的吸附容量小，处理效率低，处理时间长，有些滤料再生之后交换容量下降。氟化合物对人体有害，少量的氟（150mg以内）就能引发一系列的病痛，大量氟化物进入体内会引起急性中毒。因吸入量不同，可以产生各种病症，例如厌食、、腹痛、胃溃疡、抽筋出血甚至死亡。若中毒量不足致死，人体可以迅速从氟中毒中恢复，尤其在使用静脉注射或是肌肉注射治疗时，约有90%的氟可被迅速消除，剩余的氟则需要时间除去。经常接触氟化物，容易导致骨骼变硬、脆化，牙齿脆裂断落等症状，部分地区饮水中含氟量过大也容易导致氟中毒。

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18 ℃时于水中的溶解度为16.3 mg/L，按氟离子计为7.9 mg／L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20 mg/L时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20～30 mg／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达到12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15 mg/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。含氟废水中加入石灰与氯化钙的混合物，经中和澄清和过滤后，pH为7～8时，废水中的总氟含量可降到10 mg／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，搅拌操作宜缓慢进行，生成的沉淀物可用静止分离法进行固液分离。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40 mg／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100 mg／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进行协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。

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Al3+与F- 的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3(am)矾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，混凝最佳pH为6.4～7.2，但投加量大，根据不同情况每 m3水需投加150～1000 g，这会使出水中含有一定量的对人体健康有害的溶解铝。使用聚铝后，投加量可减少一半左右，絮凝沉淀的pH范围扩大到5～8 。聚铝的除氟效果与聚铝本身的性质有关，碱化度为75%的聚铝除氟最佳，投加量以水中F与 Al的摩尔比为0.7左右时最佳。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。

丹阳含氟废水处理设备一体化污水净化装置

由表1可见，常用的吸附剂如斜发沸石和活性氧化铝吸附容量都不大，在0.06～2 mg/g之间。新近报道的羟基磷酸钙的氟吸附量可达3.5 mg/g，活性氧化镁的氟吸附为6～14 mg/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30 mg/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40～100 mg/L才能使出水氟含量达到排放标准。

(2)处理水量小。

当水中氟离子浓度为5 mg/L时，每kg吸附剂一般只能处理10～1000 L 水，且吸附时间一般在0.5 h以上。吸附法只适用于处理水量较小的场合，如饮用水处理。

4、离子交换树脂

离子交换树脂是一种专门在废水中去除氟的一种特殊铝盐再生型离子交换树脂，树脂上带有氟螯合型基团的一种官能团，废水中的硫酸根，碳酸氢根，不干扰氟的吸附与去除，氟的出水精度可以达到0.5ppm以下，稳定出水达标。

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1000～3000mg/L 时，石灰法处理后的最终浓度可达20～30 mg／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。