水中的氟化物怎么处理？

氟化物，真是一个让大家又爱又恨的家伙。爱它，是因为我们需要它；当我们的饮用水中氟浓度低于0.5 mg /L时，会引起龋齿症，因此我们需要补充一定的氟化物来预防。恨它，是因为我们又不能太依恋它；当饮用水中氟浓度高于1 mg /L 时，会引起氟斑牙；当氟化物超标浓度高达3～6 mg /L时，会发生骨氟中毒。如此爱恨纠缠，令人哭笑不得，不得不“氟”。

就世界范围来看，几乎没有一个国家不受氟害之苦。如下图所示，我国含氟地下水分布极广，对于浅层地下水来说，氟化物超标（高氟水）问题比较突出的地域是华北地区、内蒙古地区、西北五省的部分地区以及东三省某些地区，基本上都集中在北方地域，对于南方地表水资源较充足的省份，高氟饮用水问题并不突出。

除了地下水之外，含氟矿石开采、金属冶炼、光伏、铝加工、电子、电镀、煤化工等工业废水，常含有高浓度的氟化物，如不加以达标处理排放，将会造成环境水体氟污染。形势如此严峻，氟化物深度去除迫在眉睫。

目前，各地区各行业对于氟化物的管控政策犹如雨后春笋般层出不穷，在《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中，氟化物≤10 mg /L即可；江苏省新出台的《化工水污染物排放限值》（DB32/939-2020）中要求氟化物≤6 mg /L；山东省出台的《流域水污染物综合排放标准》（DB37/3416.3-2018）中要求氟化物≤2 mg /L；我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5049-2006）规定集中供水出厂水氟化物浓度≤1.0 mg /L；《地表水环境质量标准》（ GB 3838－2002） 中明确Ⅰ-Ⅲ类氟化物≤1.0 mg /L，Ⅳ-Ⅴ类氟化物≤1.5 mg /L；河南，山西，内蒙古，广东，四川等地对集中污水处理厂陆陆续续提出新要求，氟化物提标的趋势如星火燎原般不可阻挡。

排放标准日趋严苛，水涨船高，相应的处理技术也需要升级迭代。

在原有的排放标准中，氟化物只需要处理到10mg/L以下即可，传统工艺设计是通过加入石灰使得氟化物和钙离子反应生成氟化钙沉淀去除，然而氟化钙在18℃时的溶解度高达16.3mg/L，折算成溶解氟化物的浓度为7.9mg/L。也就是说钙盐沉淀理论上只能够把氟化物处理至此浓度，然而在实际处理中，由于氟化钙沉淀颗粒小，沉淀速度慢，若控制不好反应条件，氟化物仅能处理到10~20mg/L。如果需要深度处理到1mg/L以下，需要新的技术来实现

除了钙盐沉淀法之外，目前比较常见的去除技术还有氧化铝吸附，树脂离子交换和反渗透等。每一项技术都有其相应的优劣势和适用的废水类型，具体统计如下表所示：

可以看出，活性氧化铝吸附法和除氟树脂的离子交换法，非常适合饮用水除氟，但是在工业废水处理中，由于其来水水质较为复杂，对于氧化铝和树脂的冲击作用比较大，导致其反洗频率高，设备使用寿命短，核心填料甚至出现大面积板结和污染的情况。在国内很多工业废水处理现场（如矿井水/煤化工废水等），由于不了解吸附方法的特点，投资的氧化铝或者树脂设备使用半年到一年后，效率大幅度降低，甚至无法再继续使用，病急乱投医的教训甚是惨烈。

因此，工业废水处理急需一种稳定的技术能够深度除氟，以解决目前的燃眉之急。

环瑞生态结合市场需求，联合中科院推出了高效的深度除氟药剂，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。

产品性状如下图所示：

产品反应机理如下图所示：

参考文献：Wang X，Zhang G，Fu XN，et al． Substitution，aggre- gation，and dissociation of aqueous Al13 in the presence of fluoride． Environmental Science and Technology， 2017，51: 6279－6287

如此巧妙的产品结构设计和连锁的反应机理，使得产品性能*，与众不同，具体如下：

² 与氟离子结合能力强，交换容量大，效果稳定<1mg/L以下；

² 工艺简单，只需通过混凝沉淀即可去除，无需再生；

² 性价比高，用量少，无需添加PAC混凝，污泥产量减少20%以上。

² 广泛应用于各种高难度高氟化物行业的废水，例如光伏，煤化工，矿井水等。

实践是检验真理的标准，让我们一起来看一下深度除氟药剂GMS-F4和GMS-F6产品在市场上的表现吧：

案例一：山东某煤化工企业，排水水量15000吨/天，原水氟化物为8mg/L，需要提标至1mg/L以下，由于处理要求高，同时煤化工废水中含有大量的氯离子等阴离子与氟离子形成竞争效应，使用传统钙盐或者铝盐均无法达标。在使用GMS-F4产品后，氟化物维持在0.5mg/L左右。

处理水量：15000吨/天

进水氟化物：8mg/L

处理要求：1mg/L

处理工艺：GMS-F4一级除氟沉淀

处理效果：出水稳定在0.5mg/L左右

案例二：西安某光伏企业，排水水量5000吨/天，由于使用导致原水氟化物为30~50mg/L，传统工艺使用石灰和氯化钙两级沉淀，仅能处理至5~20mg/L，而且污泥产量大。目前氟化物提标，需要处理至2mg/L以下。在二级反应池，使用GMS-F6产品代替石灰后，污泥量减少20%以上，同时稳定达标。

处理水量：5000吨/天

进水氟化物：50mg/L

处理要求：2mg/L

处理工艺：二级沉淀由石灰改为除氟剂GMS-F6

处理效果：出水稳定在小于2mg/L左右

作为细分行业，环瑞生态一直致力于特征污染物精细化学品的开发，针对氟化物去除形成了研发-生产-销售-服务四位一体的产品体系，广泛服务于煤化工，光伏，铝电，电子，电镀等各行业的客户，重点客户包括国电投集团，中芯，魏桥集团，兖矿集团，晋煤集团，京东方等公司，以过硬的产品质量和的服务理念为客户降本增效。