含氟废水处理装置存在问题及改进

邓礼洪

摘 要：氟是人体和动植物体内所必需的微量元素之一，但过量的氟会对人的牙齿、骨骼、神经和生殖系统以及植物的生陈代谢、呼吸和光合作用造成一定的危害，因此工业含氟废水在排放出来前需要进行除氟处理，实现达标排放。但由于以往的含氟废水处理装置中存在着一些问题，使得装置未能达到预期的效果，出水达不到排放标准，影响了企业工厂的发展。本文对以往的含氟废水处理装置中存在的问题进行了简单的分析，并提出了相应的改进措施，以便于在含氟废水处理的实践中有可参考之处。

關键词：含氟废水处理 石灰沉淀法 装置改进

中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0134-01

1 含氟废水处理方法

由于含氟工业废水中的成分复杂，不同的行业其工业废水中的成分不同，使用的工艺方法也有所不同，因此，含氟废水的处理方法有很多种，但最为常见的是沉淀法和吸附法。另外还有反渗透法、冷冻法、活性炭除氟法、离子交换树脂法等多种方法，但因其投资成本较高，除氟率低，推广的范围也一直比较小。

吸附法是利用氟吸附剂通过将吸附剂中的离子或基团与废水中的氟进行交换，将废水中的氟留在吸附剂内，从而达到废水除氟目的的方法，但由于这种方法的原理是以接触法作为基础的表面反应，不能用于含氟较高的废水处理，因此一般只处理含氟较低的废水或者作为经过预处理废水的后处理工序。

对较高浓度的含氟废水进行处理时，通常使用沉淀法，沉淀法有化学沉淀法和絮凝沉淀法两种。

化学沉淀法包括石灰沉淀法和电石渣沉淀法，石灰沉淀法是利用石灰中的Ca2+与含氟废水中的F-进行化学反应，生成难溶于水的CaF2，经过沉淀，从而将废水中的氟除掉；电石渣沉淀法即是以电石渣代替石灰来进行中和反应，其工艺原理与石灰沉淀法一致，但应用的效果要优于石灰沉淀法。

絮凝沉淀法是通过往废水中添加混凝剂，利用水中溶解的一些阳离子与F-进行化学反应，从而生成难溶有水的沉淀物，使用的混凝剂一般有无机混凝剂和有机混凝剂两种，无机混凝剂主要为明矾、聚铁之类的盐类，有机混凝剂有聚丙烯酰胺（PAM）和天然的高分子化合物类。絮凝沉淀的方法投资小、工艺简单、操作便捷，但也存在着除氟效果不稳定、产生的废渣难以处理等问题。

2 含氟废水处理装置中存在的问题

在进行含氟废水处理时，废水处理站通常使用的都是石灰沉淀法，以往的含氟废水处理装置一般有中和池和污泥沉淀池。

工业废水在进入中和池之后，通过往中和池中添加石灰乳、明矾等使其与废水中的氟进行中和反应，产生沉淀后，沉淀物被排入污泥沉淀池，处理后的废水则进入整个废水处理系统中的其它装置中进行废水成分的处理，在这一过程中，含氟废水处理的原理为：

但是在这一处理过程中，由于石灰乳易分层，且在中和池中停留的时间较短，与废水中的氟反应效果不佳，且如果含氟水中溶有碳酸钠、氢氧化钠等物质时会使废水中存在强电解质，使CaF2的溶解度增加，直接投加石灰乳除氟的实际效果与预想中的效果相差较大，出水常常达不到排放标准。

另外，这种化学沉淀法还会造成二次污染，增加了废水处理的成本，不利于企业工厂的持续发展，因此，需要对这种装置进行改进优化，以使其能够发挥更好的作用。

3 含氟废水处理装置改进的措施和效果

针对传统的含氟废水处理装置中存在的问题，在对其进行改进时，可以分别从处理方法和处理装置上着手。

3.1 处理方法改进

在对含氟废水的处理装置进行改进时，可以用电石渣或者熟石灰浆水来代替石灰乳，二者的主要成分都是Ca（OH）2，且电石渣是生产聚氯乙烯、聚乙烯醇等产品时排出的废渣，使用其能够实现资源的回收利用，以废治废，降低废水处理的成本，具有经济和环境的双重效益。

以HCl含量较高的酸性废水为例，其化学反应机理为：

在这一化学反应中，由于CaCl2是可溶于水的钙盐，基于同离子效应，就会降低CaF2的溶解度，更有利于沉淀物的析出。同时，改进的装置将化学沉淀和絮凝沉淀结合起来使用，通过往废水中添加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），使其能够较好地解决化学沉淀中CaF2沉淀慢的问题，加快沉淀的速度，使废水处理的效果更好。

3.2 处理装置改进

在改进之后，含氟废水的处理装置包括有格栅井、调节池、耐腐蚀泵、第一反应池、第一沉淀池、第二反应池、第二沉淀池、污泥池和自动板框压滤机（使用熟石灰浆水时还须有相应的溶解池和混合池）几个部分。

工业废水通过格栅井进入调节池中，由耐腐蚀泵将其抽入到装有在线pH计和搅拌器以及电石渣填料的混合池中（可以通过pH计对溶解池进行控制，将适量的熟石灰浆水投入混合池中），用机械搅拌中和，并投入无机高分子的PAC进行絮凝沉淀，接着废水进入第一反应池，往池中投入PAM加快沉淀速度，废水流入第一沉淀池中进行沉淀，污泥排入污泥池中，废水进入第二反应池，往池中同时投入PAC和PAM，使其进一步的反应、沉淀后进入第二沉淀池，污泥排入污泥池，出水部分回到调节池中，其余排出。

3.3 应用效果

在对含氟废水处理装置进行改进后，对其进行了多次试验，将其多次出水的结果进行了对比分析，其出水的pH值稳定，且每次都达到了相应的排放标准，装置的处理能力也有了很大的提高，含氟废水的CODcr由处理前的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，除氟效果显著。

4 结论

改进后的含氟废水处理装置在应用到实践中收到了与预期相差不大的效果，它不仅能大幅度地提高除氟的效率，同时还能节约了大量的工业水，对周边的环境也有着良好的改善作用。但在实际的应用中，各废水处理站应结合自身的情况，从实际出发，对本站的含氟废水处理装置进行有针对性和目的性的改进，使其符合企业工厂的具体情况，从而更好地提高废水处理的能力，促进企业工厂的良好健康发展，进而推动环境和社会经济的可持续发展。

参考文献

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