污水除氟系统工艺文献综述论文

加入石灰水 形成氟化钙沉淀。

化学沉淀法化学沉淀法是含氟废水处理最常用的方法,在高浓度含氟废水预处理应用中尤为普遍。沉淀法系加化学品处理,形成氟化物沉淀物或氟化物在生成的沉淀物上共沉淀,通过沉淀物的固体分离达到氟离子的去除。因此,其处理效率取决于固液分离的效果。常用的化学品有石灰、电石渣、磷酸钙盐、白云石或明矾等。按照所使用的化学品来分,可分为以下几种方法:石灰沉淀法对于高浓度含氟工业废水,一般采用石灰沉淀法,利用石灰中的钙离子与氟离子生成CaF:沉淀而除去氟离子。石灰投加的方式可采用投加石灰乳或投加石灰粉,一般情况下,投加石灰粉适合在酸性较强的场合,投加石灰乳多在pH值相对较高的场合。石灰的价格便宜,但溶解度低,因此很多时候只能以乳状液投加,由于生成的Ca凡沉淀包裹在Ca(OH):颗粒的表面,使之不能被充分利用,因而用量大。除去1mg氟理论上约需要消耗氧化钙的量为,但由于废水中其他物质的影响以及氧化钙除氟效果比较差,实际处理过程中,石灰投加量往往需要过量50%以上。而在投加石灰乳时,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巧m酬L左右,且水中悬浮物含量很高川,达不到GB8979一96《污水综合排放标准》一级标准要求。原因是,一方面由于石灰乳的溶解度较小,未能提供充足的Ca“+使之形成Ca凡沉淀,另一方面,在反应过程中形成的CaFZ,常温下难溶于水,溶度积常数KsP=、ro一’“,18℃时,C矶在水中的溶解度是岁L,折合含氟岁L,在此溶解度下的氟化钙会形成沉淀物,用石灰中和产生的CaF:沉淀是一种细微的结

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。

一种凹凸棒除氟剂，其技术方案的要点是，凹凸棒除氟剂是由活性凹凸棒石粘土、食用明矾、氧化钙、硫酸钙和三氯异氰尿酸组成。将凹凸棒除氟剂加入高氟水中，进行搅拌，凹凸棒除氟剂与水中的氟反应，生成氟化钙，产生絮凝并进行快速沉淀，使氟从水中分离，经过滤后取澄清的水为生活饮用水。适用于城乡供生活饮用的集中式给水和分散式给水，也适用于含氟工业污水处理。

含氟污水可以采用化学法，离子交换法，活性炭吸附法等处理工艺。其中混凝沉淀法最为简单成熟，它以石灰乳为混凝沉淀剂，处理成本低廉，处理效率高。若需进一步净化可补充活性氧化铝吸附。炉渣滤池过滤含氟废水，去除率可达95%，氟化物以氟化钙形式沉积于炉渣中，出水含氟小于30mg，采用氯化钙并控制PH可使出水含氟降至10mg

含氟废水处理的方法一般有化学沉淀法、电化学法、离子交换法、膜过滤法。化学沉淀法。一般采用的是除氟剂或者活性氧化铝，加聚丙烯酰胺沉淀去除电化学法：即利用铝电极或铁电极作为阳极，在表面直流电场的作用下，将其水解成具有混凝作用不同形式的氢氧化物，并吸附水中的氟离子和氟配合物，从而除去氟离子。离子交换法：离子化交换即通过阴离子交换树脂进行离子交换以达到除氟的目的。这是因为离子交换树脂是与之相对应的一类聚合物。膜分离法：膜法分离技术是指利用膜的选择作用，在外界能量的作用下，将污水中的溶质和溶剂分离出来，与传统的分离方法相比具有环保、能耗低、效率高、工艺简单等优点。

典型的生活污水处理完整工艺如下： 污水——前处理 —— 生化法—— 二沉池——消毒—— 出水 | | -——污泥处理系统-——-前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。1、无能耗地埋式小型生活污水装置即改进型化粪池，工艺流程如下：污水——厌氧水解池 —— 厌氧过滤池—— 氧化沟——出水厌氧水解池即为国标化粪池，厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池，内置填料，氧化沟即利用排水沟及强制通风，空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理，且可与国标化粪池组合使用，其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程，可在较为富裕的农村地区使用。2、 A/O法即厌氧—好氧污水处理工艺，流程如下：污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水 |_______ 污泥回流___|设计要点：A：厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为2~4小时。厌氧池下部为污泥床区，污泥床厚度通常控制在1~之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水沟，保留污泥不沉积底部，呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30~35g/l,则污泥负荷为(ss).d。B：生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料，微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面，一部分则以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统（设计时必须考虑投资及运行成本）。为培养微生物的不同的优势菌种，将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为小时，有机负荷为。第二格有效水力停留时间为小时，有机负荷。A/O法的主要特点是：适应能力强；耐冲击负荷；高容积负荷；不存在污泥膨胀；排泥量非常少；具有较好的脱氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺，原理上是相似的。

你好!我建议去和化学工厂及水利局咨询一下就好啦．含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施，所排放的废水中氟含量超过国家排放标准，严重污染环境。按照国家污水综合排放标准，氟离子浓度应小于10mg/L；对于饮用水，氟离子浓度要求在1mg/L以下。目前国内外常用的含氟废水处理方法大致分为两类，即沉淀法和吸附法。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。该方法简单、处理方便，费用低，但石灰溶解度低，只能以乳状液投加，且产生的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。处理后的废水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很难达到国标一级标准。而且存在泥渣沉降缓慢，脱水困难，处理大流量排放物周期长，不适应连续处理连续排放等缺点。
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。这种方法只适用于低浓度的含氟废水或经其他方法处理后氟化物浓度降至10~20mg/L的废水。而且接触床的再生及高浓度再生液的处理是整个运行过程中不可缺少的一部分，接触床频繁的再生使运行成本较高。
  此外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析等，但因为处理成本高，除氟效率低，至今多停留在实验阶段，很少推广应用于工业含氟废水治理。
絮凝一气浮处理含氟废水新工艺是在传统工艺的基础上，采用絮凝一气浮一吸附相结合的工艺处理含氟废水。
1．基本原理
利用铝离子的三种机理来去除氟离子，即：
(1)吸附。铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性Al(OH)₃ (am)原体对氟离子产生氢键吸附，氟离子半径小，电负性强，这一吸附方式很容易发生。
(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A1₁₃ O₄ (0H) ₁₄⁷⁺ 等聚阳离子及水解后形成的无定性Al(0H)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。
(3)络合沉淀。F^-能与Al³⁺等形成从AlF²⁺、AlF²⁺、AlF₃到AlF₆^3- 6种络合物，络合沉降而去除F^-。
络合离子方程式如下：
F^-+ Al³⁺ →AlF²⁺↓+ AlF₂⁺↓+ AlF₃↓+AlF₄^-↓+ AlF₅^2-↓+ AlF₆^3-↓
; 絮凝产生的絮状物通过气浮装置达到有效的固液分离，出水经过砂滤再通过活性炭吸附后排放。
; 2．应用实例
某半导体厂含氟废水平均进口浓度为，pH＝，排放水量为50m³/d。《污水综合排放标准》( GB8978 -1996)一级标准为：F-≤10mg/，pH＝6~9。处理工艺流程见图1。

生产废水首先流入调节沉淀池，然后由泵提入絮凝反应池，同时通过自动加药机投加药剂NaOH，2‰聚铝及‰的PAM助凝剂，进行絮凝反应。加药过程中，观察pH值显示仪的读数，根据声值调节NaOH的投加量，控制pH在7左右。絮凝反应时间约为15min。出水自流入气浮分离池，由溶气释放器中释放出来的溶气水将絮凝后的沉淀托出水面，在液面上形成沉淀物浮渣，浮渣经刮渣机刮出后进入干化箱，静沉后的清洁液再流入调节沉淀池，沉渣干化后可外运填埋或焚烧处理。气浮分离池下部的清液自流入清水池中，部分清水由溶气泵提入溶气罐，作为气浮用的溶气水，其余的清水由泵提入砂滤塔，经过砂滤的水再进入活性炭吸附罐进行深度处理，最后直接排放。
在调试期间发现pH值对各阶段的处理效果有一定影响（表1），由表1可见，当声值控制在左右时处理效果最佳。


3．运行效果
这套处理设施竣工投用以来，经环境监测权威机构多次对设施进出口F-浓度进行采样监测。监测结果表明，该含氟废水处理设备出口排放物中的州值均在之间，F-的浓度均小于5mg/L，排放指标均达到了国家污水综合排放一级标准，除F-效率达。
同时经济评估表明，这套设施充分利用了工厂原有的调节沉淀池、部分管路等设施，总投资不高，除去设备折旧费及人工费，总运行费用每吨仅为元。
4．结论
(1)絮凝一气浮处理含氟废水工艺继承了传统工艺的优点，充分利用铝盐絮凝的吸附、离子交换、络合沉淀等作用机理，缓解后续处理的负荷，且采用聚铝作为絮凝剂比采用铝盐用量减少一半，处理费用进一步降低。
; (2)将气浮技术运用于含氟废水处理中，解决了以往固液分离的难题，使设备能稳定运行。
(3)出水末端采用活性炭吸附，给出水稳定达标排放提供保障。
(4)在工艺中，用NaOH取代传统的Ca(OH)₂，使泥渣量减少，解决了传统工艺泥渣多，易结垢，处理效果不佳，管路易堵塞等难题。
; 参考文献
1 凌波．铝盐混凝沉淀除氟水．水处理技术．1990，16(2):418~421
2 刘裴文、萧举强、王萍等．含氟废水处理过程的吸附交换机理—离子交换与吸附．(50):375~382
3 胡万里．混凝、混凝剂、混凝设备．化学工业出版社，环境科学工程出版中心
4 卢建杭、刘维屏、王红斌铝盐混凝法除氟离子的一般规律．化工环保．2000