有机氟废液的处理研究进展论文

处理含氟废水有多种方法。这里整理了化学沉淀法、混凝沉淀法、环瑞GMS系列除氟药剂法、吸附法、电析法、除氟药剂法、电凝聚法、离子交换树脂法、反渗透法、液膜法、微生物处理法、诱导结晶法。一、除氟剂法：主要分为液体除氟剂GMS-F4和固体除氟药剂GMS-F6，该产品主要成分为铝铁硅无机聚合盐，特殊的结构设计使其能够在水中快速水解，产生大量带正电荷的聚合胶体，胶体中含有多个羟基配位体，能够在废水中与氟离子实现交换，交换容量大。在交换以后，胶体半径大幅度降低，与游离氟离子产生强电荷吸附形成共沉淀。除氟剂是一种专为解决废水中氟去除难题研发的药剂，它适用于各行业污水氟超标治理；反应速度快，去除率可达95%以上。(1)相对钙盐，去除过程产生的污泥量极少，形成的氟化物沉淀不会逆转；(2) 环瑞除氟剂是一种多功能高效除氟剂，在强化去除重金属离子、悬浮物等方面具有明显的作用；(3) 沉降速率快，吸附效率快，去除率高。在相同的条件下除氟效率是活性氧化铝的2-4倍，是沸石分子筛的8-10倍，可大大降低处理成本；(4) 反应快速、投加量少。除氟混合反应仅需5-10分钟左右，可根据现场实际情况在工艺过程中投加处理，药剂投加成本比钙盐除氟剂、氧化铝离子交换吸附等经济；(5) 产品中不含钙质，不会造成系统管道等组件堵塞；(6) 产品中无游离氯离子，压滤液对生化系统无影响；(7) 处理设备简单，投加即可见效，无需复杂调试；(8) 不含钙质，长期使用不会造成管道、阀体结垢、堵塞现象。------------------------------------------------------------------------------------------二、化学沉淀法：化学沉淀法是含氟废水最常用的处理方法,普遍应用于高浓度含氟废水中。是将某些化学药品加入含氟废水中,从而生成难溶性氟化物或者利用共沉淀吸附氟离子,再用自然沉淀或者过滤材料等方法使沉淀物与水溶液分离,以达到除氟的目的。常用的试剂是石灰和氯化钙。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。如氟化钙在18℃时于水中的溶解度为 mg/L，按氟离子计为／L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20mg/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。-------------------------------------------------------------------------------------------三、混凝沉淀法：混凝沉淀法是利用混凝剂中的Al3+、Fe3+、Mg2+等阳离子与原水形成络合物而除氟的一种方法。混凝剂的投加量、原水pH值、混合强度及时间、反应强度及时间、沉淀时间、原水温度、水中共存干扰离子（CO32-、SO42-、Cl-）等都对除氟效果有较大影响。铝盐混凝法是去除水中氟离子的常用方法之一，其中碱式氯化铝的铝离子与水中氢氧根反应，生成氢氧化铝。氢氧化铝在pH值6-7的范围，按下列反应，被吸附在氢氧化铝胶体颗粒上，发生沉淀后去除。------------------------------------------------------------------------------------------------四、电析法：电渗析法处理技术是膜分离技术的一种。这种技术是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子选择透过，只允许阴离子选择透过)，使水中阴、阳离子作定向迁移而将氟离子分离出来的方法。该法主要适用于苦咸水淡化、工业用纯水、超纯水制造。电渗析法处理技术是膜分离技术的一种。这种技术是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子选择透过，只允许阴离子选择透过)，使水中阴、阳离子作定向迁移而将氟离子分离出来的方法。该法主要适用于苦咸水淡化、工业用纯水、超纯水制造。电渗析除氟优点在于不用投加药剂，除氟的同时可以降低高氟水的含盐总量，使水质得到全面改善。缺点在于处理设备昂贵，管理复杂，能耗较大，除氟的同时除去了对人体有益的矿物质等，限制了该法的广泛使用。-------------------------------------------------------------------------------------------五、电凝聚法：电凝聚法即电化学凝聚法。利用电解原理对水进行电化学处理。在直流电场作用下,氧化铁板或铝板等生成Fe3+或Al3+,可以与水反应生成水合络合物。在不同条件下,形成单核或多核的水解缩聚物,缩聚物表面含有大量经基。电凝聚除氟的作用机理实质上是静电吸附和离子交换。电凝聚法是在酸性条件下,依靠静电吸附和离子交换吸附的双重作用达到除氟效果的。影响除氟的因素较多（原水pH值，电流密度，水流速度等），且存在电极钝化的问题。针对于大水量现场，使用不太现实，目前仅针对于低浓度、小水量废水的除氟。该法有以下优点 :(1)设备简单 ,操作容易;(2)由于地下水清净,吸附介质始终具有较大的活性,可调节电流来达到所要求的出水含氟量;(3)不必再生,简化操作和管理;(4)基本保持地下原有水质,不影响饮水者的健康。望采纳！

氟超标对环境对人体都存在很大影响，常用的含氟废水处理方法有1、化学沉淀法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，按氟离子计为／L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20mg/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20～30mg／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15mg/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10mg／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40mg／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100mg／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。2、絮凝沉淀法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～，但投加量大，根据不同情况每m3水需投加150～1000g，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。铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂，主要有吸附、离子交换、络合沉降三种作用机理。(1)吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附，最直接的证据是AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子，正电荷被部分中和，相同pH条件下ζ电位要比其本身絮体要低。另一证据是当水中SO42-，Cl-等阴离子的浓度较高时，由于存在竞争，会使絮凝过程中形成的Al(OH)3矾花对氟离子的吸附容量显著减少。(2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近，铝盐絮凝除氟过程中，投加到水中的Al13O4(OH)147+等聚羟阳离子及其水解后形成的无定性Al(OH)3(am)沉淀，其中的OH-与F-发生交换，这一交换过程是在等电荷条件下进行的，交换后絮体所带电荷不变，絮体的ζ电位也不会因此升高或降低，但这一过程中释放出的OH-，会使体系的pH升高，说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式。(3)络合沉淀。F-能与Al3+等形成从AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6种络合物，溶液化学平衡的计算表明，在F-浓度为1×10-4～1×10-2mol/L的铝盐混凝除氟体系中，pH为5～6的情况下，主要以AlF2+，AlF3，AlF4-和AlF52-等形态存在，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成铝氟络合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夹杂在新形成的Al(OH)3(am)絮体中沉降下来，絮体的IR和XPS谱图最终观察到的铝氟络离子AlFx(3-x)+一部分是络合沉降作用的结果，另一部分则可能是离子交换的产物。资料参考自仅供参考

加入石灰乳，氟化钙是沉淀。化学方程式：2HF + Ca(OH)2 = CaF2 + 2H2O

沉淀法和吸附法1)化学沉淀法是通过投加钙盐等化学药品，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。2)吸附法是指含氟废水流经接触床，通过与床中固体介质进行离子交换或化学反应，去除氟化物。

含氟废水国内外常用的方法有混凝沉淀法、离子交换法、膜过滤法、吸附法。

混凝沉淀法：对于低浓度含氟废水一般采用混凝沉淀法，利用混凝剂在水中形成正电的胶粒吸附废水中的氟离子，但是混凝沉淀池池体一般比较大、占地面积大，且停留时间长以及产生大量污泥，且出水很难达标等缺点。

膜过滤法：与常规分离方法相比，膜分离过程具有不污染环境、能耗低、效率高、工艺简单等优点，尤其是反渗透（RO）膜分离过程被广泛用于废水的除氟，RO膜对氟离子呈现出高的截留能力，但是膜处理一般投资大，操作过程复杂，膜使用寿命较短，需要经常更换膜。

然后，离子交换法也有其缺点，会产生过量的再生废液，吸附周期长，且会消耗大量脱附剂，排出大量含盐废水易引起管道腐蚀，材料昂贵、树脂再生处理困难。

所以，含氟废水不能直接通过上述方法达到排放要求, 因此必须要对废水进行深度处理，江苏海普功能材料开发的吸附法，可以达到处理效果。

采用海普吸附工艺处理含氟废水时，将废水预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，然后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料对废水中的氟进行选择性吸附并富集到吸附材料中，吸附出水氟浓度降低，吸附饱和后，对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生并重新继续吸附，如此不断循环进行。

工艺处理效果：采用吸附工艺处理含氟废水，试验证明利用特种吸附剂吸附可以有效的降低废水中的氟浓度，具体处理数据见下表：

宁波某企业的废水经吸附处理后，实验处理效果表明采用吸附处理，废水中的氟去除率达到97%以上，在保证达到客户的要求的同时留有一定的安全余量，能有效防止入料废水的水质波动造成出水不达标。

从上图及上表中可以看出原水与出水无色透明，废水中的氟几乎完全被脱除，试验证明利用特种吸附剂吸附可以有效的降低废水中的氟浓度。

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