去除氟药剂-含氟废水处理方法

一、含氟废水的来源及特点

氟原子量小的卤素，位于元素周期表第2 周期第ⅦA族。一定量的氟及其有机化物具有防龋齿的作用，但含量超过或地狱允许范围，对人体会造成很大的危害。氟含量过高，会影响人体的钙、磷代谢，使人体的物质代谢与生理功能发生紊乱，从而造成氟骨症、斑齿等一系列中毒症状，研究人员对此作了比较深入的调查，确定了饮用水适宜的氟质量浓度为0.5~1.0 mg/L。根据国家标准的要求，氟在空气中的含量应低于1 mg/L，排放废水中的含量应低于10 mg/L。

含氟废水主要来源于有色金属及稀土金属的冶炼、铝电解精炼、玻璃陶瓷制造、氟硅酸盐、不锈钢酸洗及硅类电器零件清洗等生产过程。废水中氟的含量及其形态，视不同的工艺而异。

二、含氟废水处理方法

含氟废水处理方法一般分为混凝沉淀法和吸附法两类。典型的沉淀方法有石灰沉淀法、磷酸盐沉淀法和冰晶石沉淀法。对于高浓度的氟废水，可投加石灰，使废水中的氟以CaF₂的形式去除。石灰价格便宜，但溶解度较差，只能以乳液形式投加。无论采用钙盐沉淀法或其他沉淀法，常常需要解决如何克服氟化物沉淀的胶体性质、使之快速絮凝并提高固液分离效果的问题。常用的无机絮凝剂有铝盐和铁盐两大类。铝盐和铁盐除氟是基于Al³⁺、Fe³⁺能与F^—形成稳定的络合物．且它们在水中水解形成吸附能力很强的絮凝氢氧化物沉淀，大量吸附废水中的F^—。但铁盐的强酸性和强氧化性对设备有腐蚀；铝盐的除氟效果易受原水中的各种阴离子的影响。目前倾向于用聚铁和聚铝来代替简单的铁、铝盐。

吸附法一般用于深度处理。含氟废水经混凝沉淀法处理，含氟量已降至10-20mg/L时，可用吸附法进一步处理。由于吸附法研究的成本较低，而且除氟效果较好，所以一直是含氟废水处理的重要方法。

1.氟化钙沉淀法

通过向废水中投加含钙离子的药剂，使氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，而被去除。

根据钙源的不同，又可分为石灰法、石灰-铝盐法、石灰-镁盐法等。其中石灰法除氟在国内应用较为普遍。

（1）石灰法  向废水中投加石灰乳，生成氟化钙沉淀（K_sp=3.4✖10^-11）。18℃时，氟化钙在水中的溶解度为16✖10^-3g/L，按F^—计为7.7mg/L，故石灰法除氟所能达到的理论极限值约为8 mg/L。石灰法具有操作简单，管理方便的优点。缺点是沉淀物沉降缓慢，较难脱水，泥渣含水率高。

（2）石灰-铝盐法 向废水中投加石灰乳，调整pH值，然后投加硫酸铝或聚合氯化铝，生成氢氧化铝絮凝体，吸附水中氟化钙结晶及氟离子，沉淀后除去。其除氟效果与投加的铝盐量成正比。

2.吸附法

吸附法是含氟废水处理的又一重要方法。当含氟废水流经吸附剂时，水中的氟被吸附剂选择性地吸附，从而达到除氟的目的。氟吸附剂可分为含铝吸附剂、天然高分子吸附剂、稀土吸附剂和其他类型的吸附剂。

吸附是－种发生在两相界面的成分浓缩。吸附剂之所以具有良好的吸附特性，主要是因为它有密集的细孔结构和巨大的比表面积，或具有可以与吸附质分子形成化学键的基团，因而吸附行为可分为物理吸附与化学吸附。当废水中有多种溶质共存时，采用吸附法处理含氟废水，选择性未必理想，氟离子的吸附容量和吸附速度要受到其他溶质的影响。这时就须要控制条件提高吸附剂的吸附选择性，使之优先吸附氟离子。

目前环瑞研制的除氟剂GMS-F1和GMS-F2，在沉淀除氟方面具有很好的效果，除氟剂GMS-F1和GMS-F2的反应非常迅速，可直接投加，对氟超标的废水进行处理，由于废水的含氟高低不一，因而投加量有所不同；投加量应根据实验室小试初步确定，并在实际使用中进行调整。