除氟工藝及詳細說明

【資料簡介】

除氟工藝及詳細說明

按照國家污水綜合排放標準，氟離子濃度應小于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。化學沉淀法是通過投加鈣鹽等化學藥品，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，且產生的CaF<SUB>2</SUB>沉淀包裹在Ca(OH)<SUB>2</SUB>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，很難達到國標一級標準。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，不適應連續處理連續排放等缺點。<BR> 吸附法是指含氟廢水流經接觸床，通過與床中固體介質進行離子交換或化學反應，去除氟化物。這種方法只適用于低濃度的含氟廢水或經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，很少推廣應用于工業含氟廢水治理。<BR> 絮凝一氣浮處理含氟廢水新工藝是在傳統工藝的基礎上，采用絮凝一氣浮一吸附相結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)<SUB>3 </SUB>(am)原體對氟離子產生氫鍵吸附，氟離子半徑小，電負性強，這一吸附方式很容易發生。

(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A1<SUB>13 </SUB>O<SUB>4 </SUB>(0H) <SUB>14</SUB><SUP>7+</SUP> 等聚陽離子及水解后形成的無定性Al(0H)<SUB>3</SUB>(am)沉淀，其中的OH<SUP>-</SUP>與F<SUP>-</SUP>發生交換，這一交換過程是在等電荷條件下進行的。
(3)絡合沉淀。F<SUP>-</SUP>能與Al<SUP>3+</SUP>等形成從AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUB>3</SUB>到AlF<SUB>6</SUB><SUP>
3-</SUP> 6種絡合物，絡合沉降而去除F<SUP>-</SUP>。

絡合離子方程式如下：
F<SUP>-</SUP>+ Al<SUP>3+</SUP> →AlF<SUP>2+</SUP>↓+ AlF<SUB>2</SUB><SUP>+</SUP>↓+ AlF<SUB>3</SUB>↓+
AlF<SUB>4</SUB><SUP>-</SUP>↓+ AlF<SUB>5</SUB><SUP>2-</SUP>↓+ AlF<SUB>6</SUB><SUP>3-</SUP>↓<BR>; 絮凝產生的絮狀物通過氣浮裝置達到有效的固液分離，出水經過砂濾再通過活性炭吸附后排放;

2．應用實例<BR> 某半導體廠含氟廢水平均進口濃度為165.54m/L，pH＝2.39，排放水量為50m<SUP>3</SUP>/d。《污水綜合排放標準》( GB8978 -1996)一級標準為：F-≤10mg/，pH＝6~9。處理工藝流程見圖1。

<IMG alt=""src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244475.gif"><P> 生產廢水首先流入調節沉淀池，然后由泵提入絮凝反應池，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，進行絮凝反應。加藥過程中，觀察pH值顯示儀的讀數，根據聲值調節NaOH的投加量，控制pH在7左右。絮凝反應時間約為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，浮渣經刮渣機刮出后進入干化
箱，靜沉后的清潔液再流入調節沉淀池，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，經過砂濾的水再進入活性炭吸附罐進行深度處理，zui后直接排放。
在調試期間發現pH值對各階段的處理效果有一定影響（表1），由表1可見，當聲值控制在7.0左右時處理效果*。
<IMG alt="" src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244371.gif"><BR> <BR>
3．運行效果<BR> 這套處理設施竣工投用以來，經環境監測機構多次對設施進出口F-濃度進行采樣監測。監測結果表明，該含氟廢水處理設備出口排放物中的州值均在6.5~7之間，F-的濃度均小于5mg/L，排放指標均達到了國家污水綜合排放一級標準，除F-效率達98.9%。<BR> 同時經濟評估表明，這套設施充分利用了工廠原有的調節沉淀池、部分管路等設施，總投資不高，除去設備折舊費及人工費，總運行費用每噸僅為0.50元。

4．結論
(1)絮凝一氣浮處理含氟廢水工藝繼承了傳統工藝的優點，充分利用鋁鹽絮凝的吸附、離子交換、絡合沉淀等作用機理，緩解后續處理的負荷，且采用聚鋁作為絮凝劑比采用鋁鹽用量減少一半，處理費用進一步降低。

(2)將氣浮技術運用于含氟廢水處理中，解決了以往固液分離的難題，使設備能穩定運行。<BR>
(3)出水末端采用活性炭吸附，給出水穩定達標排放提供保障。<BR> (4)在工藝中，用NaOH取代傳統的Ca
(OH)<SUB>2</SUB>，使泥渣量減少，解決了傳統工藝泥渣多，易結垢，處理效果不佳，管路易堵塞等難題