含氟廢水處理裝置存在問題及改進

鄧禮洪

摘 要：氟是人體和動植物體內所必需的微量元素之一，但過量的氟會對人的牙齒、骨骼、神經和生殖系統以及植物的生陳代謝、呼吸和光合作用造成一定的危害，因此工業含氟廢水在排放出來前需要進行除氟處理，實現達標排放。但由于以往的含氟廢水處理裝置中存在著一些問題，使得裝置未能達到預期的效果，出水達不到排放標準，影響了企業工廠的發展。本文對以往的含氟廢水處理裝置中存在的問題進行了簡單的分析，并提出了相應的改進措施，以便于在含氟廢水處理的實踐中有可參考之處。

關鍵詞：含氟廢水處理 石灰沉淀法 裝置改進

中圖分類號：X3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0134-01

1 含氟廢水處理方法

由于含氟工業廢水中的成分復雜，不同的行業其工業廢水中的成分不同，使用的工藝方法也有所不同，因此，含氟廢水的處理方法有很多種，但最為常見的是沉淀法和吸附法。另外還有反滲透法、冷凍法、活性炭除氟法、離子交換樹脂法等多種方法，但因其投資成本較高，除氟率低，推廣的范圍也一直比較小。

吸附法是利用氟吸附劑通過將吸附劑中的離子或基團與廢水中的氟進行交換，將廢水中的氟留在吸附劑內，從而達到廢水除氟目的的方法，但由于這種方法的原理是以接觸法作為基礎的表面反應，不能用于含氟較高的廢水處理，因此一般只處理含氟較低的廢水或者作為經過預處理廢水的后處理工序。

對較高濃度的含氟廢水進行處理時，通常使用沉淀法，沉淀法有化學沉淀法和絮凝沉淀法兩種。

化學沉淀法包括石灰沉淀法和電石渣沉淀法，石灰沉淀法是利用石灰中的Ca2+與含氟廢水中的F-進行化學反應，生成難溶于水的CaF2，經過沉淀，從而將廢水中的氟除掉；電石渣沉淀法即是以電石渣代替石灰來進行中和反應，其工藝原理與石灰沉淀法一致，但應用的效果要優于石灰沉淀法。

絮凝沉淀法是通過往廢水中添加混凝劑，利用水中溶解的一些陽離子與F-進行化學反應，從而生成難溶有水的沉淀物，使用的混凝劑一般有無機混凝劑和有機混凝劑兩種，無機混凝劑主要為明礬、聚鐵之類的鹽類，有機混凝劑有聚丙烯酰胺（PAM）和天然的高分子化合物類。絮凝沉淀的方法投資小、工藝簡單、操作便捷，但也存在著除氟效果不穩定、產生的廢渣難以處理等問題。

2 含氟廢水處理裝置中存在的問題

在進行含氟廢水處理時，廢水處理站通常使用的都是石灰沉淀法，以往的含氟廢水處理裝置一般有中和池和污泥沉淀池。

工業廢水在進入中和池之后，通過往中和池中添加石灰乳、明礬等使其與廢水中的氟進行中和反應，產生沉淀后，沉淀物被排入污泥沉淀池，處理后的廢水則進入整個廢水處理系統中的其它裝置中進行廢水成分的處理，在這一過程中，含氟廢水處理的原理為：

但是在這一處理過程中，由于石灰乳易分層，且在中和池中停留的時間較短，與廢水中的氟反應效果不佳，且如果含氟水中溶有碳酸鈉、氫氧化鈉等物質時會使廢水中存在強電解質，使CaF2的溶解度增加，直接投加石灰乳除氟的實際效果與預想中的效果相差較大，出水常常達不到排放標準。

另外，這種化學沉淀法還會造成二次污染，增加了廢水處理的成本，不利于企業工廠的持續發展，因此，需要對這種裝置進行改進優化，以使其能夠發揮更好的作用。

3 含氟廢水處理裝置改進的措施和效果

針對傳統的含氟廢水處理裝置中存在的問題，在對其進行改進時，可以分別從處理方法和處理裝置上著手。

3.1 處理方法改進

在對含氟廢水的處理裝置進行改進時，可以用電石渣或者熟石灰漿水來代替石灰乳，二者的主要成分都是Ca（OH）2，且電石渣是生產聚氯乙烯、聚乙烯醇等產品時排出的廢渣，使用其能夠實現資源的回收利用，以廢治廢，降低廢水處理的成本，具有經濟和環境的雙重效益。

以HCl含量較高的酸性廢水為例，其化學反應機理為：

在這一化學反應中，由于CaCl2是可溶于水的鈣鹽，基于同離子效應，就會降低CaF2的溶解度，更有利于沉淀物的析出。同時，改進的裝置將化學沉淀和絮凝沉淀結合起來使用，通過往廢水中添加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），使其能夠較好地解決化學沉淀中CaF2沉淀慢的問題，加快沉淀的速度，使廢水處理的效果更好。

3.2 處理裝置改進

在改進之后，含氟廢水的處理裝置包括有格柵井、調節池、耐腐蝕泵、第一反應池、第一沉淀池、第二反應池、第二沉淀池、污泥池和自動板框壓濾機（使用熟石灰漿水時還須有相應的溶解池和混合池）幾個部分。

工業廢水通過格柵井進入調節池中，由耐腐蝕泵將其抽入到裝有在線pH計和攪拌器以及電石渣填料的混合池中（可以通過pH計對溶解池進行控制，將適量的熟石灰漿水投入混合池中），用機械攪拌中和，并投入無機高分子的PAC進行絮凝沉淀，接著廢水進入第一反應池，往池中投入PAM加快沉淀速度，廢水流入第一沉淀池中進行沉淀，污泥排入污泥池中，廢水進入第二反應池，往池中同時投入PAC和PAM，使其進一步的反應、沉淀后進入第二沉淀池，污泥排入污泥池，出水部分回到調節池中，其余排出。

3.3 應用效果

在對含氟廢水處理裝置進行改進后，對其進行了多次試驗，將其多次出水的結果進行了對比分析，其出水的pH值穩定，且每次都達到了相應的排放標準，裝置的處理能力也有了很大的提高，含氟廢水的CODcr由處理前的300～800 mg/L降到了100 mg/L以下，含氟量由3000～5000 mg/L降到了10 mg/L以下，除氟效果顯著。

4 結論

改進后的含氟廢水處理裝置在應用到實踐中收到了與預期相差不大的效果，它不僅能大幅度地提高除氟的效率，同時還能節約了大量的工業水，對周邊的環境也有著良好的改善作用。但在實際的應用中，各廢水處理站應結合自身的情況，從實際出發，對本站的含氟廢水處理裝置進行有針對性和目的性的改進，使其符合企業工廠的具體情況，從而更好地提高廢水處理的能力，促進企業工廠的良好健康發展，進而推動環境和社會經濟的可持續發展。

參考文獻

[1]雷紹民，郭振華.氟污染的危害及含氟廢水處理技術研究發展[J].金屬礦山，2012（4）.

[2]姜華，蘇國棟.含氟廢水的處理[J].化工生產與技術，2012（6）.

[3]劉宏江，李鵬，賀軍四，等.含氟廢水處理的機理與工藝流程的研究[J].銅業工程，2012（12）.

[4]程秀錦.含氟廢水處理工藝的技術改進[J].工業水處理，2007（6）.