含氟废水的实验研究与处理技术

【摘要】针对于氟含量较高的废水，文章结合其水样分析试验方法与步骤，阐述了适合废水处理的工艺流程设计，可供含氟废水处理工艺参考。

【关键词】含氟废水；处理方法；实验

引言

含氟废水的来源不同，对含氟废水的处理需要根据种类、组成、含量等不同，在处理需要使用切实可行的方法并用处理。实际操作中对含氟废水中组成成分的剖析研究是决定含氟废水处理方法选择的重要环节，文章将结合试验部分来说明。

1.含氟废水实验分析

1.1含氟废水水样

某公司含氟废水水样，废水特征：pH=9.3，氟离子浓度为380mg/l左右。主要仪器为JB-1型磁力搅拌器、PXS-215型数字型离子计、氟化镧单晶膜氟离子电极、222型甘汞参比电极、pHS-25型pH计、T500型天平。主要药剂有氯化钙、混凝剂PAC、熟石灰。

1.2实验方法及步骤

1.2.1加入熟石灰的实验

取100ml水样置于250ml塑料王烧杯中，加入不同量的熟石灰，搅拌3min，然后静置30min，测上清液的pH值，选取合适的pH值。

1.2.2加入CaCl2的实验

在合适pH值的水样中，加入不同量的氯化钙，搅拌3min，然后静置30min，测上清液的氟离子浓度，选取合适的氯化钙加量。

1.2.3加入混凝剂PAC的实验

在合适的pH值和氯化钙加量的水样中，加不同量的混凝剂PAC，先快速搅拌2min，再慢速搅拌4min，倒入100ml量筒中，静置30min，观察沉淀物和上清液的分离情况。

2.实验结果与讨论

2.1熟石灰合适加入量的确定

熟石灰的加入有两个作用：1）通过Ca2+离子先去除一部分F-离子；2）通过OH-离子调节溶液pH值，为沉淀剂CaCl2和混凝剂PAC的良好发挥打下基础。

取100ml含氟废水样中加入不同量的熟石灰，搅拌3min，然后静置30min后，随着熟石灰的加入，废水中pH值逐渐升高，当加入至一定浓度时，再增加熟石灰的量，废水中pH值增加不大，在后续废水处理过程中，还需加混凝剂PAC来降低废水中F-的浓度及pH值，因混凝剂PAC有弱酸性，故从成本和这方面考虑，选pH值为11.82，即熟石灰的加入量为0.75g/l。

2.2CaCl2加入量的确定

在熟石灰加入量为0.75g/l，pH值为11.82的废水样中加入不同量的氯化钙，搅拌3min；在熟石灰加入量为0.75g/l，pH值为11.82的废水样中加入不同量的氯化钙，随氯化钙加入量增加，废水处理液中的残余氟离子质量浓度逐渐变小，至一定值后，残余氟离子质量浓度变化量逐渐不明显。当氯化钙加入量为4g/l，废水中残余氟离子浓度达到最低值12.0mg/l。因此，选择按4g/l的量加入氯化钙。

2.3混凝剂PAC合适加入量的确定

在确定的pH值和氯化钙加量的废水样（[F-]=12.0mg/l，pH=7.41）中，加不同量的混凝剂PAC，先快速搅拌2min，再慢速搅拌4min；静置30min后，取上清液测pH值和氟离子浓度，结果如图1。

当静置时间为2h时，取上清液测氟离子质量浓度，结果如图2。

图1、图2的结果显示了PAC的加量与废水处理液中残余氟离子质量浓度的关系，随PAC的加量的增加，废水处理液中残余氟离子质量浓度逐渐降低。当PAC的加量为400mg/l时，图1显示静置30min后，废水处理液中残余氟离子质量浓度达到9.3mg/l，达到排放的标准；当静置时间为2h，图2的结果显示：废水处理液中残余氟离子质量浓度进一步降低为8.6mg/l；且PAC的加量分别为300mg/l、400mg/l的废水处理液中残余氟离子质量浓度均达到国家规定的含氟废水排放一级标准值≤10mg/l的要求。有研究表明：投加PAC的效果的优于Al2（SO4）3，要达到相同的效果，PAC的投加量要远远小于Al2（SO4）3的投加量，因此，本文选用投加PAC。

2.4含氟废水处理的工艺流程设计

根据含氟废水的处理结果，我们设计了一套现实可行的废水处理工艺流程，如图3所示。该流程主要有：1）集水池，用于收集废水；2）反应池，用于生成CaF2沉淀；3）竖流沉淀池，用于快速分离CaF2沉淀物；4）排水池，用于收集并排放处理后的上清液；5）污泥池，用于浓缩沉淀污泥。通过压滤机将沉淀污泥进行脱水处理，压滤成饼。

从图3可看出，含氟废水流入集水池，将集水池的废水抽入反应池加熟石灰和氯化钙进行化学沉淀反应；反应完全后的废水溶液全部抽入竖流沉淀池加PAC进行絮凝处理，按规定时间静置后，将竖流沉淀池的达标排放清液抽入排水池，沉淀物则被抽入污泥池；将排水池的达标排放清液向外排放或循环利用；将污泥池的沉淀物抽入压滤机进行脱水处理，并压滤成饼，供给氟化物生产制造商或建筑材料生产商作生产原料使用，变废为宝。

3.结语

本文通过分析含氟废水中氟离子的去除机理和氟化钙沉淀物的固液分离强化机理，用实验研究了熟石灰、沉淀剂氯化钙和混凝剂PAC的加入量；对于特定水样，当熟石灰加入量为0.75g/l、沉淀剂氯化钙加4g/l、混凝剂PAC加400mg/l，沉淀2h时，废水残留[F-]=8.6mg/l，取得了满意的处理效果。与此同时，设计了一套现实可行的废水处理工艺流程，运行方便、成效明显。

参考文献

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[2]张超杰，周琪.含氟废水处理研究进展[J].给水排水，2002，28（2）：26-29.