含氟廢水深度處理的研究

王誠

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 氟化物的來源

在航空發(fā)動機(jī)零件表面加工生產(chǎn)中，大量 HF（還有部分 NaF、NH3HF、NaSiF6等）用來清洗及腐蝕零件等，起反應(yīng)產(chǎn)物主要是F-離子。氟化物槽液使用一段時(shí)間后，其有效成分逐漸降低，調(diào)整后達(dá)不到工藝要求時(shí)，槽液將報(bào)廢排放。報(bào)廢的槽液濃度高無法處理，只能分若干次投入漂洗水中，隨漂洗水一同處理。

2 氟化物通常處理方法

氟化物通常采用鈣沉淀法，化學(xué)反應(yīng)方程式：Ca2++2F-=CaF2，由于 CaF2的溶解度是 16mg/L，即使加入過量的 Ca2+，使 Ca2+生成CaF2，理論上還是有8mg/L的F-存在于溶液中。在生產(chǎn)上，處理含氟廢水，含氟量能處理到15～20mg/L，要使含氟廢水處理到10mg/L內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)，就需要對含氟廢水進(jìn)行深度處理。

3 氟化物的深度處理試驗(yàn)

3.1 調(diào)整pH值試驗(yàn)

3.1.1 氟廢水和氯化鈣水溶液成酸性，氟化鈣的生成及沉淀需在堿性條件下進(jìn)行，為了保證氯化鈣等量投加和氟化鈣沉淀，需調(diào)整含氟廢水呈堿性。考慮藥品價(jià)格和使用方便，選擇氫氧化鈉調(diào)整pH值，為確保廢水處理效果，進(jìn)行了調(diào)整pH值試驗(yàn)。

3.1.2 1配制含氟水樣：濃度200mg/L、100mg/L、50mg/L 并分別調(diào) pH 值為 7、8、9、10、11各1升共15個水樣。

3.1.3 計(jì)算投加氯化鈣量需投加氯化鈣584mg、292mg、146mg。試驗(yàn)結(jié)果見表 1。

表1

表2

表3

表4

從試驗(yàn)結(jié)果看出pH值10、11時(shí)處理效果較好，濃度值相差也不大，所以選擇pH值為10。

3.2 靜置時(shí)間試驗(yàn)

3.2.1 廢水pH值調(diào)整到10后，按氟量投加氯化鈣，攪拌5～10分鐘后，廢水需靜置處理，為確定靜置處理多長時(shí)間沉淀效果好，進(jìn)行如下試驗(yàn)。

3.2.2 試驗(yàn)過程。用規(guī)格250ml量筒取加藥后廢水水樣到250ml，靜置不同時(shí)間觀察沉淀效果，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

試驗(yàn)結(jié)果是120～180分鐘時(shí)沉淀效果較好

3.2.3 結(jié)論是120～180分鐘時(shí)沉淀效果較好，但沉淀時(shí)間太長，在生產(chǎn)中廢水量大無法沉淀過長的時(shí)間，為此考慮在廢水中投加混凝劑。

3.3 混凝劑的選擇及試驗(yàn)

3.3.1 混凝劑是為了使廢水中的固體顆粒及膠體微粒脫穩(wěn)沉淀而投加的輔助藥劑，選擇原則是混凝效果好、價(jià)廉易得、使用方便。目前應(yīng)用最廣的是鋁鹽和鐵鹽，鐵鹽形成的絮凝體較緊密易沉淀，但腐蝕性強(qiáng)，易吸水潮解，不易保管。鋁鹽混凝效果好，使用方便，出水水質(zhì)好，硫酸鋁是鋁鹽中價(jià)格最低，且保管使用方便，所以選擇硫酸鋁。

3.3.2 廢水中加入CaCl2后加入硫酸鋁，攪拌5～10分鐘，用規(guī)格250ml量筒取廢水樣到250ml，靜置不同時(shí)間觀察沉淀效果。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

試驗(yàn)結(jié)果是20～30分鐘時(shí)沉淀效果較好，時(shí)間也可滿足生產(chǎn)要求。

取上清液化驗(yàn)，含氟濃度約在11.5mg/L，pH值為7.5，還需進(jìn)一步處理。

3.3.3 為了進(jìn)一步提高沉淀效果降低含氟濃度，需在投加鈣離子和氫氧根離子，氫氧化鈣含有這兩種成分。投加氫氧化鈣調(diào)整pH值為10，讓廢水二次沉淀，為提高沉淀效果，在沉淀前加入助凝劑。

3.3.4 助凝劑是在單用混凝劑不能取得良好的效果時(shí)，投加輔助藥劑來提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。為了使用方便，選擇了濃度17%的聚丙烯酰胺，它有巨大的線性分子，每個大分子由許多鏈節(jié)組成，它的鏈節(jié)對水中膠體微粒有極強(qiáng)的吸附作用，會吸附和鏈接膠體微粒，形成大的絮團(tuán)，共同沉降。

在調(diào)整pH值為10的廢水中，加入聚丙烯酰胺，攪拌5～10分鐘，取水樣化驗(yàn)，靜置不同時(shí)間，化驗(yàn)含氟濃度。試驗(yàn)結(jié)果見表4。從表4中看出，隨時(shí)間的延長，氟濃度慢慢降低，為了加快氟的沉降時(shí)間，使氟濃度降低，需采用固液分離設(shè)備。

3.4 沉淀設(shè)備的選擇

選用沉淀設(shè)備分離氟化鈣，此方法還能去除廢水中的重金屬離子。沉淀設(shè)備分為平流式、豎流式和輻射式三種，依據(jù)含氟水量及處理站的布局等因素，選擇了沉淀效果好，施工簡單，相對照價(jià)較低的平流式斜板沉淀設(shè)備。主要特點(diǎn)是在沉淀池內(nèi)，增設(shè)了傾斜60度隔板設(shè)施，能使沉淀物順利滑下，且隔板的安裝相對增加了沉淀池的面積，也改善了水利條件，能大幅度提高沉淀效率。濃度為11.5mg/L的含氟廢水經(jīng)平流式斜板沉淀設(shè)備的處理，出水濃度降低到5.86mg/L。

4 處理工藝及概要

4.1 工藝流程

采樣化驗(yàn)→加藥→靜置→分離上清液→加藥→斜板沉淀→排放

4.2 工藝概要

4.2.1 集中氟廢水到調(diào)節(jié)池內(nèi)，化驗(yàn)含氟濃度、pH值。

4.2.2 加入片狀氫氧化鈉并攪拌，調(diào)pH值達(dá)到10為止。

4.2.3 按調(diào)節(jié)池內(nèi)氟總量計(jì)算投加氯化鈣，并按比例投加硫酸鋁，攪拌5～10分鐘，靜置20～30分鐘。

4.2.4 取上清液打入氫氧化鈣池內(nèi)，調(diào)pH值達(dá)到10。

4.2.5 廢水流入斜板沉淀設(shè)備，在設(shè)備混合區(qū)按廢水量0.1%投加聚丙烯酰胺，混合后進(jìn)入斜板沉淀區(qū)，上清液順管線流入排水井。

4.2.6 定期采排水井水樣，若不達(dá)標(biāo)要按工藝重新調(diào)試，確保達(dá)標(biāo)排放。

結(jié)語

處理含氟廢水后產(chǎn)生的污泥主要成分是氟化鈣，需集中后固液分離去除水分，干泥排放到國家環(huán)保固廢中心統(tǒng)一處置。處理含氟廢水達(dá)標(biāo)排放是現(xiàn)在必須做的工作，我們下一步的工作重點(diǎn)應(yīng)該是，電鍍生產(chǎn)線上選用無污染藥品，杜絕使用污染物也不制造污染物，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

[1]劉天齊，等.環(huán)境工程學(xué)[M].北京：中國大百科全書出版社.

[2]蘇會東，等.廢水治理[M].沈陽：沈陽工業(yè)學(xué)院.