含氟废水处理方法范文

时间:2023-11-16 17:24:20

含氟废水处理方法

含氟废水处理方法篇1

关键词 :含氟废水;处理工艺;研究进展;化学混凝沉淀法

中图分类号:O652.61;文献标识码:A ;文章编号:

1 氟元素污染

氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟有益于人力健康,但是含量过低或过多都会危害健康,特别是过多会引起氟中毒。人们日常饮用水含氟量一般控制在0.4~0.6mg/L,长期饮用氟离子浓度大于1mg/L水对人体不利,严重的会引起氟斑牙与氟骨症以及其他一些疾病,甚至会诱发肿瘤的发生,严重威胁人类健康。

现代工业的发展的同时,排放了大量的高浓度含氟工业废水,这些废水一般含有氟离子(F-)形态的氟。而很多企业尚无完善的处理设施来对这些废水加以处理,排放的废水中氟含量超过国家排放标准,氟离子浓度应超过了10mg/L,严重地污染着人类赖以生存的环境的同时给人类的健康造成很多威胁。因此,高浓度含氟废水处理研究成为了当前环保及卫生领域重要的研究课题。

2 含氟废水处理的基本工艺研究

当前,国内外高浓度含氟废水的处理方法有数种,常见的有吸附法和沉淀法两种。其中沉淀法主要应用于工业含氟废水的处理,吸附法主要用于饮用水的处理。另外还有冷冻法、离子交换法、超滤除氟法、电凝聚法、电渗析、反渗透技术等方法。

2.1沉淀法

沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一,是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀,通过固体的分离达到去除的目的,药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。

2.1.1 化学沉淀法

化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理,采用较多的是钙盐沉淀法,即石灰沉淀法,通过向废水中投加钙盐等化学药品,使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀,来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简单方便,费用低,但是存在一些不足。处理后的废水中氟含量达15mg/L后,再加石灰水,很难形成沉淀物,因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理或预处理,很难达到国标一级标准。另外,产生的CaF2的沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面,因此不能被充分利用,造成浪费。

近年来,一些专业人士对工艺进行了大量的研究,在加钙盐的基础上,加上铝盐、镁盐、磷酸盐等,除氟效果增加的同时提高了利用率。在加石灰的基础上加入镁盐,通过石灰与含镁盐的水溶液作用,生成氢氧化镁沉淀实现对氟化物的吸附。在废水中加入硫酸铝、明矾等铝盐,与碳酸盐反应生成氢氧化铝,在混凝过程中氢氧化铝与氟离子发生反应生产氟铝络合物,生产的氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附而产生沉淀。另外,可以在水中加入氯化钙、复合铁盐作混凝剂和高分子PAM作絮凝剂,在不增加现有设备处理设备的基础上,提高了废水处理效果。

2.1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂,在水中形成带正电的胶粒,胶粒能够吸附水中的F-而相互并聚为絮状物沉淀,以达到除氟的目的。混凝沉淀法一般只适用于低氟的废水处理,一般通过与中和沉淀法配合使用,实现对高氟废水的处理。由于除氟效果受搅拌条件、沉降时间等因素的影响,因此出水水质会不够稳定。

铁盐类混凝剂一般需要配合Ca(OH)2使用,才能实现高效率,并且处理后的废水需要用酸中和后才能排放,因此工艺比较复杂。铝盐除氟法是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝盐混凝剂,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花,去除废水中的F-,效果不错。由于药剂投加量少、成本低,并且一次处理后出水即可达到国家排放标准,因此铝盐混凝沉降法在工业废水处理中应用较为广泛。

2.2 吸附法

吸附法是将装有活性氧化铝、聚合铝盐、褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等吸附剂的设备放入工业废水中,使氟离子通过与固体介质进行特殊或常规的离子交换或者化学反应,最终吸附在吸附剂上而被除去,吸附剂还可通过再生恢复交换能力。为了保证处理效果,废水的pH值不宜过高,一般控制在5左右,另外吸附剂的吸附温要加以控制,不能太高。该方法一般用于低浓度含氟废水的处理,效果十分显著。由于成本较低,而且除氟效果较好,是含氟废水处理的重要方法。

2.3 其他方法

除了上述两种比较常用的方法外,还有一些方法虽然没有被普遍应用,但是已经成为行业人士研究的对象,在一些特种含氟废水处理中取得较好的效果。其中包括离子交换法、电渗析、反渗透膜法等方法。反渗透技术借助比渗透压更高的压力,使高氟水中的水分子改变自然渗透方向,通过反渗透膜被分离出来,先主要应用于海水淡化和超纯水制造工艺中。当前使用的反渗透膜主要有低压复合膜、海水膜和醋酸纤维素膜等。电渗析法是外加直流电场,利用离子交换膜的选择透过性,使水中的离子能够定向迁移。离子交换法是使用离子交换树脂或离子交换纤维实现除氟离子的一种方法。离子交换树脂需要用铝盐进行预处理和再生,因此费用会比较高。与离子交换树脂相比,离子交换纤维耗资小,而且比表面积较大,吸附能力强,交换速度及再生速度快,并且处理后不会给水体带来任何污染,反而具有清洁作用,是一种理想的深度去除水中氟离子的方法。

3 化学混凝沉淀法废水处理试验研究

3.1 研究机理

化学沉淀法就是利用离子与氟离子结合生成难溶于水的CaF2 沉淀,等沉淀后以固液分离手段将F-从废水中去除。化学方程式如下:

Ca2++2F-=CaF2

如果在废水中同时加如钙盐和磷酸盐,能够形成更难溶于水的含氟化合物,是水中F-的残留量更低,提高了除氟效果。化学方程式如下:

F-+5 Ca2++3P043- = Ca5(PO4)4F

混凝沉淀法通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂,在配加Ca(OH)2,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花,去除废水中的F-。如加入铝盐,Al3+与F-形成AlFx(3-X)+,夹杂在Al(OH)3中被沉淀下来。

3.2 试验流程与方法介绍

取定量废水水样,首先在水中加入一定量的CaCl2作为沉淀剂,等沉淀物沉淀5分钟后再加入适量的AlCl3和Ca(OH)2作为混凝剂,另加六偏磷酸钠作为助凝剂对其进行处理,再等沉淀5分钟后将水排放。尽量多做几次,每个试验完毕后,采用电极法测定每次试验后的氟离子的浓度。

化学混凝沉淀法将化学沉淀和混凝沉淀结合起来使用,能够解决一些常用方法处理以后存在的水质不稳定,药剂使用量过多,或存在二次污染等问题。试验结果表明,利用化学混凝沉淀法处理含氟工业废水,设备和工艺简单,运行费用低,除氟效果好,是一种比较理想的含氟废水的处理方法。

4 结论

目前使用较多的方法主要是化学沉淀法、絮凝沉淀法和吸附法。化学沉淀法一般用于处理高浓度含氟废水,由于操作简单,低成本效果好,因此使用较为广泛。与化学沉淀法相反,混凝沉降法一般只适用于含氟较低的废水处理,高浓度含氟废水首先要经过化学沉淀法经过一级处理,然后采用混凝沉降法进行再次去氟。吸附法主要适用于水量较小的饮用水的深度处理,相对来说处理费用高,而且操作比较繁琐。当然,其它的一些方法各有各的使用领域和优势。

总之,含氟废水处理过程中,在选择处理方法时要了解实际情况,根据水质情况和要求达到的标准而定,尤其要重视以废治废和综合利用。因此,在含氟废水的处理中要遵循资源化与无害化相结合的原则,以获得较好的经济效益。

参考文献:

[1] 张玲,薛学佳,周任明.含氟废水处理的最新研究进展[J].化工时刊,2004,18(12),23-25.

[2] 彭天杰等.工业污染治理技术手册仁[M].成都:四川科学技术出版社,1985,1-19.

[3] 哀劲松,张在利.含氟废水的混凝沉淀处理[J].污染防治技术.1999,12(4),35-36.

[4] 白卯娟,娄性义,王坷.含氟水治理方法的分析[J].青岛建筑工程学院学报,2002,23(1), 56-58.

含氟废水处理方法篇2

【关键字】氟酸性废水;处理技术;矿井应用技术;石墨

中图分类号: X703文献标识码: A 文章编号:

含氟酸性废水的大量排放会对周边的环境及水资源造成影响,如果没有有效地处理方法会严重威胁到周边居民的身体健康。长期饮用氟含量浓度高于1mg/L的饮用水,会导致形成氟斑牙病,引用氟浓度为3—6mg/L的水,则会引发氟骨病。所以对含氟酸性废水处理技术研究及矿井中的应用,不仅对企业有一定的帮助,同样有益于改善人们的生活环境,减少污染[1]。

1对含氟废水的处理办法

就近几年,国内外处理含氟水的处理工艺为化学沉淀、絮凝沉淀、吸附这三个步骤的研究,并且深入讨论了除氟的处理机理。其中,在对氟废水的处理办法中还有过滤法、离子交换以及电渗析等方法。

在这些含氟废水的处理办法中,比较普遍的方法是混凝沉淀法。在含有氟的废水中加入混凝剂,然后形成絮状体可以吸附氟,这些含有氟的絮状物就会形成很难溶解的氟化物,从而便于以沉淀物的形式将氟去除,减少对水资源的污染。

2对含氟酸性废水的处理机理

因为石墨生产的工艺不同,所以产生的含氟的酸性废水的水量和水的质量也存在一定的差异性。在我国制定的对氟化物允许排放的最高浓度为:(1)黄磷工业,一级标准PH值为10,二级标准PH值为20,三级标准PH值为20;(2)在低氟地区(水体内含氟量<0.5mg/L)一级标准PH值为10,二级标准PH值为20,三级标准为30;(3)其他排污单位,一级标准PH值为10,二级标准PH值为10,三级标准PH值为20;其污染物的一级、二级、三级标准PH值均在6—9范围内[2]。

根据化学原理,酸性废水的处理要用碱性的物品进行中和,从而可以形成盐类似物。对于水溶性离子的处理办法,应该使用其他药物与污水中的物质发生一定的物理或化学反应,生成难以溶解的物质,用沉淀的办法将其排除掉。因此,对于含氟酸性废水的处理办法,可以使用合适的碱性物质可以和氟离子产生难以溶解的盐类物质进行处理。对于难溶性的氟化物溶解度表详情见表1。

表 1 难溶性氟化物溶解度具体表

经过综合考虑对氟酸性污水的处理有效手段及经济因素,最后得出结论为,石灰不仅可以中和具有酸性质的废水,而且还可以与废水中的氟离子形成难以溶解的钙盐类沉淀。所以,石灰是处理废水的最佳药剂。以上反应在碱性溶液的环境下进行非常有利于在溶液中的反应,所以溶液的PH值应保持在11左右为宜。

3研究含氟酸性废水的处理工艺

含氟酸性废水处理工艺流程为:废水—调节池—加碱—中和槽—加混凝剂—反映沉淀池—调节pH值—达标排放。

具体为:当废水水量变大时或不均时,一般情况下要设调节池,这样做到同时可以起到调整pH值的作用,实际操作中的停留时间应根据实际水质、水量变化而定,但一般情况下不应低于1小时。

中和反应过程中应加入的石灰量,要满足中和酸和沉淀氟的需要,一般控制在pH值8-11之间,具体情况应根据实际废水中飞氟浓度以及废水量、pH值而定。

混凝剂方面一般选用铝盐(有酸铝、碱式氯化铝等)。通常情况下选用混凝沉淀法进行分离,它的处理能力以及停机时间是根据颗粒物的速度而定,而颗粒物的沉降速度又按混凝剂而定,在实际工程中,这一系列的设计系数,需要通过实验才能最后确定。

混凝沉淀后所出水中的氟含量,达标排放的标准为:达到国家污水综合排放一级标准,然后再适当调整pH值(一般标准为6-9)即可。

4实例应用

目前来说,煤炭在我过一次性能源消耗总量的75%,并且这种以煤炭作为主要的能源结构在短期内不会发生改变。据有关数据显示我国每年煤炭开采量约为16—18亿吨,矿井废水排放量约为22亿吨,在平均利用率方面则不到50%,造成了极大地浪费。矿井废水水质复杂多样,一般呈黑色,有异味,浑浊度比较高。

经相关研究资料显示我国大部分煤矿井水中都含有一定的量的氟,只是含量比较低,未超过国家工业废水最高炮房标准。一般认为是受地理环境以及地质构造影响所致,由于含氟性废水的技术和成本都存在难题,所以很难把含氟性废水当做人们生活用水来使用。

本文经过在含氟性废水处理技术上的研究,找到一个很好的处理工艺,以此应用到矿井废水处理上应能解决水资源浪费的问题,但是需要指出是矿井废水中除了含氟外,其余都是含有以某种类型为主的混合型矿井水,因此这里只能说在理论,可以把含氟性废水处理的技术应用到煤矿井废水处理中,但具体效果尚有待继续研究。

5小结

该工艺凭借其投资少、运行费低廉、操作简单、维修方便等特点亦可以适用于工业生产,经该工艺处理后的废水到达了国家一级排放标准,pH值可以有效控制在6-9,处理后的废水含氟量均小于10mg/L。即可以增加企业的经济效益,又可以有效控制氟以及其它酸性物质对自然环境的污染。

【参考文献】

[1] D. Candido, et al. . Ind. Eng. Chem. , Process Des. Develop. 1994, 13( 1) : 20

[2] GB8978- 1996, 污水综合排放标准[ S]

含氟废水处理方法篇3

关键词:氟;氟化物;净化;沉淀

中图分类号:V21 文献标识码:A

1 氟化物的来源

在航空发动机零件表面加工生产中,大量HF(还有部分NaF、NH3HF、NaSiF6等)用来清洗及腐蚀零件等,起反应产物主要是F-离子。氟化物槽液使用一段时间后,其有效成分逐渐降低,调整后达不到工艺要求时,槽液将报废排放。报废的槽液浓度高无法处理,只能分若干次投入漂洗水中,随漂洗水一同处理。

2 氟化物通常处理方法

氟化物通常采用钙沉淀法,化学反应方程式:Ca2++2F-=CaF2,由于CaF2的溶解度是16 mg/L,即使加入过量的Ca2+,使Ca2+生成CaF2,理论上还是有8mg/L的F-存在于溶液中。在生产上,处理含氟废水,含氟量能处理到15~20mg/L,要使含氟废水处理到10mg/L内的排放标准,就需要对含氟废水进行深度处理。

3 氟化物的深度处理试验

3.1调整pH值试验

3.1.1 氟废水和氯化钙水溶液成酸性,氟化钙的生成及沉淀需在碱性条件下进行,为了保证氯化钙等量投加和氟化钙沉淀,需调整含氟废水呈碱性。考虑药品价格和使用方便,选择氢氧化钠调整pH值,为确保废水处理效果,进行了调整pH值试验。

3.1.2 1配制含氟水样:浓度200mg/L、100mg/L、50mg/L并分别调pH值为7、8、9、10、11各1升共15个水样。

3.1.3 计算投加氯化钙量需投加氯化钙584 mg、292 mg、146mg。试验结果见表1。

从试验结果看出pH值10、11时处理效果较好,浓度值相差也不大,所以选择pH值为10。

3.2 静置时间试验

3.2.1 废水pH值调整到10后,按氟量投加氯化钙,搅拌5~10分钟后,废水需静置处理,为确定静置处理多长时间沉淀效果好,进行如下试验。

3.2.2 试验过程。用规格250ml量筒取加药后废水水样到250ml,静置不同时间观察沉淀效果,试验结果见表2。

试验结果是120~180分钟时沉淀效果较好

3.2.3 结论是120~180分钟时沉淀效果较好,但沉淀时间太长,在生产中废水量大无法沉淀过长的时间,为此考虑在废水中投加混凝剂。

3.3 混凝剂的选择及试验

3.3.1 混凝剂是为了使废水中的固体颗粒及胶体微粒脱稳沉淀而投加的辅助药剂,选择原则是混凝效果好、价廉易得、使用方便。目前应用最广的是铝盐和铁盐,铁盐形成的絮凝体较紧密易沉淀,但腐蚀性强,易吸水潮解,不易保管。铝盐混凝效果好,使用方便,出水水质好,硫酸铝是铝盐中价格最低,且保管使用方便,所以选择硫酸铝。

3.3.2 废水中加入CaCl2后加入硫酸铝,搅拌5~10分钟,用规格250ml量筒取废水样到250ml,静置不同时间观察沉淀效果。试验结果见表3。

3.3.3 为了进一步提高沉淀效果降低含氟浓度,需在投加钙离子和氢氧根离子,氢氧化钙含有这两种成分。投加氢氧化钙调整pH值为10,让废水二次沉淀,为提高沉淀效果,在沉淀前加入助凝剂。

3.3.4 助凝剂是在单用混凝剂不能取得良好的效果时,投加辅助药剂来提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。为了使用方便,选择了浓度17%的聚丙烯酰胺,它有巨大的线性分子,每个大分子由许多链节组成,它的链节对水中胶体微粒有极强的吸附作用,会吸附和链接胶体微粒,形成大的絮团,共同沉降。

在调整pH值为10的废水中,加入聚丙烯酰胺,搅拌5~10分钟,取水样化验,静置不同时间,化验含氟浓度。试验结果见表4。从表4中看出,随时间的延长,氟浓度慢慢降低,为了加快氟的沉降时间,使氟浓度降低,需采用固液分离设备。

3.4 沉淀设备的选择

选用沉淀设备分离氟化钙,此方法还能去除废水中的重金属离子。沉淀设备分为平流式、竖流式和辐射式三种,依据含氟水量及处理站的布局等因素,选择了沉淀效果好,施工简单,相对照价较低的平流式斜板沉淀设备。主要特点是在沉淀池内,增设了倾斜60度隔板设施,能使沉淀物顺利滑下,且隔板的安装相对增加了沉淀池的面积,也改善了水利条件,能大幅度提高沉淀效率。浓度为11.5mg/L的含氟废水经平流式斜板沉淀设备的处理,出水浓度降低到5.86mg/L。

4 处理工艺及概要

4.1 工艺流程

采样化验加药静置分离上清液加药斜板沉淀排放

4.2 工艺概要

4.2.1 集中氟废水到调节池内,化验含氟浓度、pH值。

4.2.2 加入片状氢氧化钠并搅拌,调pH值达到10为止。

4.2.3 按调节池内氟总量计算投加氯化钙,并按比例投加硫酸铝,搅拌5~10分钟,静置20~30分钟。

4.2.4 取上清液打入氢氧化钙池内,调pH值达到10。

4.2.5 废水流入斜板沉淀设备,在设备混合区按废水量0.1%投加聚丙烯酰胺,混合后进入斜板沉淀区,上清液顺管线流入排水井。

4.2.6 定期采排水井水样,若不达标要按工艺重新调试,确保达标排放。

结语

处理含氟废水后产生的污泥主要成分是氟化钙,需集中后固液分离去除水分,干泥排放到国家环保固废中心统一处置。处理含氟废水达标排放是现在必须做的工作,我们下一步的工作重点应该是,电镀生产线上选用无污染药品,杜绝使用污染物也不制造污染物,实现清洁生产。

参考文献

[1]刘天齐,等.环境工程学[M].北京:中国大百科全书出版社.

含氟废水处理方法篇4

[关键词]:铝加工;含氟废气;治理措施

[引言]:

再生铝是一种由含铝的废料和废铝合金材料,经过重新回炉熔炼并提取得到的可使用铝金属或铝合金材料。由于经过铝再生获得的铝材料,与原铝性能相同,因此这一再生过程使得铝材料成为一种可循环利用的资源。据统计目前再生铝的数量占世界原铝年产量的1/3以上。我国是一个铝产量大国,这一铝再生技术在我国可持续发展和科学发展观的要求下,铝再生产业的比重逐年增多。

在再生铝熔炼过程中,会使用含冰晶石(Na3AlF6)的覆盖剂和打渣剂(NaCl、KCl、CaCl、AlCl3的混合物)来保证熔炼的质量。而冰晶石在400℃~600℃的高温下与大气及铝料中的水分会发生化学反应生成氟化氢气体。这是一种无色有刺激性气味的气体,这种气体具有很强的毒性,容易使骨骼、牙齿畸形。此外,当氟化氢气体溶于水时会激烈的放热并生成氢氟酸,这种物质可以透过皮肤被黏膜、呼吸道及肠胃道吸收,使人体中毒。这种气体同时也会对大气造成严重的污染。根据我国环境部门的对铝加工过程中氟排放量的监测结果可以看到,氟排放的平均浓度为11.2mg/m3,远远超过浓度6mg/m3的二级排放标准。为了减少并最终消除再生铝加工过程中的含氟废气,保证人体健康及环保的要求,研究对这一废气的治理措施有重要的实际意义。

1、铝加工过程中含氟废气生成及其危害原理

铝加工工程中再生铝料及大气中的水分会与含冰晶石的覆盖剂和打渣剂发生化学反应,其反应的方程式为:

2Na3AlF6 + 3H2O = 2Al2O3 + 6NaF + 6HF

2NaF + 2H2O = Na2O + 2HF

环境和人体产生的危害的HF气体还可以溶于水中,其在水中有两个平衡:

HF=H+ F- k1=7.2×10-4

HF+F-=HF2- k2=5.2

此时随着浓度增大(大于5mol),HF已经是相当强的强酸了,因此HF在溶于水后产生的具有氢氟酸具有强腐蚀性。此外HF气体还能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物,这对生产工作中人员的安全也是一个巨大的危害。

2、处理铝加工过程中含氟废气的方法

2.1干法洗消

干法洗消除还可以叫做干法中和,其原理是HF和含F的酸性物质与如NaOH、Ca(OH)2等固态碱性物质发生中和反应,生成没有危害性的盐类。通过这种方法净化加工过程中的废气,使排放的气体达到标准。

2.1.1干法洗消过程

铝加工过程中,产生的废气依次通过,填充了碱性物质、氧化铝、活性炭的吸收塔,最终成为无害的气体被排放出。过滤的第一层碱性物质一般用CaCO3、Ca(OH)2等碱性的物质,这两种物质与HF的反应方程为:

2HF+CaCO3=CaF2+H20+CO2

2HF+Ca(OH)2=CaF2+H2O

由上述方程式可以看到反应过程中又产生了H2O和CO2,上文已经论述过HF会溶于水中生成有害物质氢氟酸。为此,第二层填充物质采用氧化铝来吸收第一层过滤过程中产生的水分。为了进一步提高对废气的净化程度,再对第三层填充活性炭。

2.1.2干法洗消的特点

在实际处理过中,由于过滤所使用的碱性物质不能及时更换等原因,使得消洗不能将含F废气完全的综合成无害的碱性物质。未被中和掉的HF气体会与设备中的真空泵用油发生反应,会造成真空泵用油性能变差,出现密封性能、效果降低的问题,最终影响到抽取废气的效率。此外,设备内表面会被生成的氢氟酸腐蚀,生成不同种类的固态化合化合物,

这些固态化合物会降低设备的导热能力,最终使设备的冷却效果下降,降低设备的使用能力。

2.2湿法洗消

这种方法是通过利用铝加工过程中的含F废气溶解在液体中的效应,或者是根据含F废气的酸性特征,加入碱性的溶质来中和废气。对含F废气的处理,通常采用NaOH溶液,与溶液中和后生成无害的NaF。

2.2.1湿法洗消的不同形式

采用湿法洗消,其中和过程是在气体和液体的接触面上进行。因此,相应的吸收设备主要区别是在气体与液体接触面形式不同,可将湿法洗消的形式分为三类。

第一类,需净化的废气通过吸收塔底部进入吸收液中,气体在进入吸收液的过程中会生成大量的气泡,从而气液的接触面增加。这种消洗方法中气液接触面的面积是通过控制流体动力状态来决定的。

第二类,吸收设备中填充的材料会使用表面形状复杂的填料,或者是通过快速旋转的机械转盘而形成一层薄的液体膜,通过这层膜来增加液体和气体的接触面积。这种形式的洗消的接触面界主要由吸收配件的表面形式决定。

第三类,通过喷洒的形式将吸收液体雾化,而形成微小液滴。这样就增加了废气和吸收液体的接触面积。这种形式的消洗过程,其净化效果主要由吸收液的供压能力决定。

2.2.2不同湿法洗消的特点

相比不同的湿法洗消,第三类的洗湿法的效率最高。通过单重态氧发生装置的发展过程就可以看到,最早采用的是第一类的鼓泡式,之后运用第二类转板式、转网式,最后出现了喷雾式,可见第三类的方法效果最好。可见喷雾的机理对喷雾式方法的使用效果影响非常大,但目前还没有将射流雾化成不同尺寸的水滴的机理做详尽的研究。

3、总结

再生铝在熔炼过程中会产生含氟的有害气体,这种含氟气体溶于水产生氢氟酸又是一种强酸液体,这两种物质会对人体健康和环境质量产生严重的不良影响。对含氟气体的处理主要有干法洗消、湿法洗消、基于化学泵原理的洗消处理方法。对这些方法的工作原理进行了简要的介绍。并分析了这些方法有各自的特点。发现不同的方法都有一定的弊端。因此为了解决这一含氟废气污染问题,应在已有研究基础上结合不同治理措施的优点建立更加环保、高效、经济的处理方法。

[参考文献]:

[1]李占臣,魏强,姚玉婷,刘杰. 铝合金生产中含氟废气的二段式喷淋处理工程简介[J]. 环境工程,2012,(S2):207-208.

[2]李占臣,魏强,姚玉婷,刘杰. 铝合金生产中含氟废气的二段式喷淋处理工程简介[J]. 环境工程,2012,(S2):207-208.

含氟废水处理方法篇5

[关键词] 红花岗区与汇川区 水质氟检测

[中图分类号] R123.1[文献标识码] A[文章编号] 1005-0515(2011)-08-331-01

氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟有益于人力健康,微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用。已证明氟化物有强化牙齿的作用。牙齿和骨头都需要氟化物,因为这是一种刺激骨骼形成,帮助预防牙齿腐烂的矿物质。儿童牙齿发育延迟和成年人牙齿腐烂是氟化物缺乏的主要症状。除了对牙齿有好处以外,研究人员还发现氟化物对促进老年人听力健康,预防骨质疏松有帮助.根据食品卫生健康机构的报告,人类每日都需要摄入一定数量氟化物以确保骨骼和牙齿健康,建议的数量是男性每日4毫克,女性每日3毫克。但在氟化物摄入量过高的情况下,也会导致中毒。过量氟化物可以摧毁代谢维生素需要的酶,对脑组织产生对抗并导致大脑破坏。它还可能导致韧带和筋的钙化。肾脏,肝脏,心脏,中枢神经系统也会受到影响引起变质退化。通常情况下,人体内的氟直接来自饮水、食物和空气。为了控制过量氟对人体健康的危害,规定生活饮用水中氟化物最高容许浓度为1.0毫克/升(即1ppm,一百万分之一)。人体日常饮用水含氟量一般控制在0.4-0.6mg/L。但随着现代工业的发展的同时,城市里排放了大量的高浓度含氟工业废水,而很多企业尚无完善的处理设施来对这些废水加以处理,排放的废水中氟含量超过国家排放标准,严重地污染着人类赖以生存的环境的同时也给人类的健康造成很多威胁。因此,高浓度含氟废水处理研究成为了当前环保及卫生领域重要的研究课题。

我市共红花岗区与汇川区两城区。自2008年起,红花岗区与汇川区的疾控部门就一直对各两城区所管辖水利部门所修建的周边农村安全饮水工程水质中的氟化物进行检测。现将红花岗区农村安全饮水工程与汇川区农村安全饮水工程水质中氟的检测结果(自2008年枯水期至2011年枯水期)分析如下:

1 材料与方法

1.1 样品来源 红花岗区与汇川区的水利部门所修建的农村安全饮水工程点的水泵房出厂水以及供给周围居民用户的末稍水。

1.2 检测频率与检测时间 检测频率为一年两次,检测时间分别为每年的枯水期(2-4月)与丰水期(7-9月)。

1.3 水质采样地点及数量 由水利部门每年安全饮水工程的计划而定,红花岗区共有65个点,汇川区共有47个点。

1.4 检测方法 检测方法为离子选择电极法,按照现行《生活饮用水标准检验方法》(GB/T5750-2006)进行。

2 结果

2.1 2008年水质氟检测结果

红花岗区:(共计3个采样点)

汇川区:(共计4个采样点)

2.2 2009年水质氟检测结果

红花岗区:(共计1个采样点)

汇川区:(共计4个采样点)

2.3 2010年水质氟检测结果

红花岗区:(共计11个采样点)

汇川区:(共计26个采样点)

2.4 2011年水质氟检测结果(仅枯水期)

红花岗区:(共计50个采样点)

汇川区:(共计13个采样点)

从以上对红花岗区与汇川区农村安全饮水工程连续几年来的水质氟的检测结果可以看出,红花岗区农村安全饮水工程中水质氟的检测结果明显高于汇川区农村安全饮水工程中水质氟的检测结果。自2008年枯水期至2011年枯水期,共检测红花岗区农村安全饮水工程水质水样160份,就有51份水质氟的检测结果已超过人体日常饮用水含氟量的控制量0.4-0.6mg/L,已达所检测水样总数的32%。检测汇川区农村安全饮水工程水质水样162份,无一份超过人体日常饮用水含氟量的控制量。

3 讨论 从我市的环境状况来看,红花岗区位于我市南端属于老工业区,许多大型工业厂矿都在红花岗区范围内,每天都排放一定量的工业废水,排放的工业废水中的氟含量不可避免地会影响着所属区域内包括城区及周边乡镇的水源,以致渐渐成为农村安全饮水中的隐患。例如磷肥厂原位于该城区中的洛江河上游,该厂排放的工业废水顺着洛江河流经南郊片区的水源,此工业废水中含氟量较高,则逐步导致南郊片区水源水质中的含氟量增高。据红花岗区居民反应,自磷肥厂后来搬迁后,南郊片区水源水质中的氟含量有所降低,水质稍有改善,但情况还是不容乐观。与此同时,汇川区位于我市北端属于新成立不久的新区,几乎无任何大型厂矿,环境绿化也较好。笔者曾到汇川区城区的水源及周边所属乡镇的安全饮水工程的现场采样点进行水质采集,周围山清水秀,无任何污染。据我中心历年来对红花岗区南郊水厂和汇川区北郊水厂的水质进行为期一年两次的水质检测,红花岗区南郊水厂的氟含量每年都高于汇川区北郊水厂的氟含量。在近10年前的水质氟检测中,南郊水厂水质中的氟含量曾超过1.0mg/L,已超过了生活饮用水中氟化物的最高容许浓度。后随着部分厂矿的陆续搬迁,其水质的氟含量有所降低至0.40-0.75mg/L之间,但总的结果还是不算理想。同时北郊水厂的氟含量则每年都低于0.2mg/L。因此,希望政府尽快加强红花岗区大型厂矿的改善,彻底解决工业废水的处理及包括搬迁等,改善红花岗区水源水质的氟污染,降低水质中氟含量,已是人们日益关注的问题。

参考文献

[1] 生活饮用水标准检验方法[S].(GB/T5750-2006).

含氟废水处理方法篇6

在生产电解铝时,会产生一定的固体废弃物以及废气等一些有害气体,如果没有及时得到有效的治理,就会对水、空气以及土质造成很大的伤害,对此,必须要强有力地对这些废弃物进行治理,达到国家制定的安全硬性标准,与此同时,也要不断地提升电解铝企业的自身控制条件,找出有效的解决方法,提高企业的生产工艺,必须应用环保设备,从根源上对污染进行处理,另外,我们也要注意的是,制定处理电解铝废弃物时必须要有重点性的,要有选择性地进行,再对废弃物做回收利用处理,不仅节约了成本,也保护了环境,这也是电解铝企业可持续发展的一个必然条件。据统计,2016年,全国电解铝年产量达到2500万吨,占全世界的30%,居世界首位,并且每年还以10%的产量递增。但电解铝产业也属于高耗能、高污染的产业,在生产过程中易产生空气和固体废物污染,若处理不当,则会对环境产生较大危害。

一、电解铝污染物分析

(一)电解铝生产过程中易产生污染

电解铝是利用电解的原理,将铝元素从氧化铝中分解出来,形成氧和单质铝的过程[3]。电解铝的工作环境是在直流电和近1000℃的温度下,以铝液和碳素体作为电解的阴极和阳极。在电解过程中,碳素阳极会和电解产生的氧发生反应生成二氧化碳或一氧化碳,因此,必须定期对电解过程中的碳素阳极进行补充,而产生的铝单质会以铝液的形式从电解槽内抽出,形成铝锭。在电解铝工作过程中,电解槽会逸出大量的氟化物粉尘、SO2、粉尘等有害物质。有资料表明,在电解铝过程中,氟化物的产率达到30-35kg/吨(铝),且99%的产物均是在电解过程中产生。

(二)在电解铝的生产过程当中也会对水源造成一定的污染

在生产废水当中主要包括有石油以及氟等有害物质,一旦超量超标的排放,那么对水源就会造成严重的影响。在通常条件下,作为电解铝企业所产生的工业废水都是来自于机械冷却时生产的,对于企业而言这也是非常严重的一个问题。

(三)在铝电解操作时

由于阴极的碳素内衬与一些筑炉资料会遭到不同程序的腐蚀,主要是来自于钠和铝等资料,由此会从中吸附一些含氟盐,在这个过程当中也会遭到应力的作用,从而招致内衬破损以及槽变形等问题。由于在应用一段时间后,电解槽会遭到不同水平的影响会进行大修,在这个过程当中必需要全肃清掉槽内的碳素以及筑炉资料,而产生一定的废渣,在废渣当中又会存在一些氟化物,并且含有大量的氟,同时就会渗出浓度较高的液体,一旦液体当中的氟化物超标时,也就是所谓的污染物。

(四)固体废弃物

电解铝企业一般会在3-4年对电解槽进行清理和大修,会更换电解槽的内衬和槽体内的耐火材料;更换下来的槽内,会含有大量的氟化物以及其他的有毒物质,若处置不当,会产生二次污染;如堆放在室外时,下雨或下雪后会对造成废弃物内的氟化物渗入地下造成地下水和土壤污染,并在大风作用下产生有毒粉尘等。

(五)有害气体污染

当前,国内企业进行电解铝生产时,往往使用冰晶石一氧化铝法,通过溶融电解方式进行生产,生产过程中,需要大量冰晶石,而冰晶石中中含有大量的氟。电解铝过程是在高温下进行的,冰晶石中的氟会在高温下形成氟化物气体逸出。阳极糊中的沥青,也会在电解高温过程中产生少量的硫化氢、二氧化硫以及苯并花等物质等。另外,在电解过程中会产生大量的二氧化碳和一氧化碳气体,二氧化碳容易导致温室效应,一氧化碳对人体具有较大的危害。

二、电解铝污染物危害

电解铝企业在生产中,产生的有害气体、有害固体废弃物等,会对人体和环境造成严重的危害。如空气中的氟化物含量达到或超过每立方米1毫克时,就会对人类的皮肤、眼睛和呼吸器官造成直接危害,当氟化物渗入地下水后,人?长期饮用,会导致氟骨症,导致骨骼受害,表现为肢体疼痛,活动受碍。另外,电解铝生产过程中产生的扬尘等,人体吸入过量,会导致矽肺病,对呼吸系统产生危害。当空气或者环境中的氟化物产量时,也会对植物和其他动物产生危害。

三、电解铝污染治理对策

(一)气体污染物处理

电解铝企业在生产过程中产生的氟化物、扬尘、硫化物等有害气体,可以用“干法”净化系统进行处理。“干法”净化系统的工作原理是通过电解铝中的主要原料-氧化铝作为吸附剂,对电解过程产生的氟化物和硫化物等有害物质进行吸附,来完成气体净化,主要优点就是处理过程是无水化学反应,处理过程中不容易产生二次污染。目前,“干法”净化系统已经在电解铝企业中得到大规模应用,并成为电解铝企业处理有害气体的最环保、最有效且成本最低的有效处置方式。

(二)电解铝生产中产生的固体废弃物,应该按照国家

标准和要求进行贮存和处理。生产过程中产生的碳渣,可以回收再利用,残阳极可进行返修再利用。其他有害固体废弃物在堆放和处理时要按照国家相关标准进行处置,严防产生二次污染,企业的生活废弃物等,要交给环卫部门进行统一处理。

(三)水污染处理

电解铝生产过程中产生的含有氟化物和氰化物等有害物质的污染水,必须经过净化处理后,且达到国家有关规定标准,才能进行排放。对于冷却用水,经过有害物质过滤后,可以进行循环使用。企业产生的生活污水,要通过专门管道进入污水处理厂进行处理。另外,电解铝企业在生产过程中的噪音等污染,可以采取多植树、建立隔音墙等,进行噪音消减处理。

(四)研发新工艺

传统的电解铝生产方法,容易产生高污染、高耗能,有关科研院所和企业,应该积极研发和推广使用低污染、低耗能的生产技术,如“基于新型阳极与异型阴极联合应用的超低能耗电解铝新技术”、“控制电解铝用碳阳极焙烧的新技术”等,来提高企业产能,降低运营成本和环境污染等。

结语

含氟废水处理方法篇7

近些年,由于大气污染严重,因此国家对环境保护工作就越发重视,废水处理更是我国环保工作项目的重中之重。本文就石灰石湿法烟气脱硫技术的优点和缺点进行论述,并针对废水处理技术中存在的问题,与发电厂脱硫废水的实际相结合,进而提高脱硫废水的工艺处理水平。

关键词:

脱硫技术;废水处理;处理工艺

0引言

目前,由于许多大型燃煤电厂的开发建设,向空气中排放的二氧化硫也越来越多,所以越来越加重了大气污染状况。废水处理的含量指标是国家严格控制的指标,必须经过处理达标后方能外排。因此,在脱硫废水处理的设备和技术上需要进一步创新和提高。

1脱硫废水工艺现状分析

石灰石湿法脱硫技术是以石灰石的乳浊液作为吸收剂,进而吸收烟气中的二氧化硫,此项工艺对负荷变化和煤的种类都有很强的适应能力,所以在大容量机组和高浓度二氧化硫烟气的脱硫上被广泛应用。石灰石湿法烟气脱硫技术工艺具有适应性强、脱硫效率高等优点,但目前的废水处理工艺还存在严重不足,主要问题就是脱硫石膏浆液产生的废水中有金属离子和氯离子以及重金属离子。废水处理中存在的问题如下:

1.1常见的腐蚀问题

环境温度的升高使防腐材料的防腐作用降低,还有燃煤电厂烟气中含有二氧化硫、氯离子、氟离子等污染物以及塔内物质的化学反应等都加重了对金属的腐蚀作用。

1.2关于厢式压滤机自身缺陷问题

厢式压滤机的止推板在加工精度上有一定偏差,推板处还有漏液现象,从而加重了机脚和大梁等部位的腐蚀,并且维修起来较麻烦,降低了其压滤的效率。

1.3堵塞和结垢

废水、调节池、反应池、沉淀池、pH调和池、过滤、排放是传统废水处理工艺的净化流程,由于脱硫液的循环利用,使脱硫液中的氯离子和氟离子大量聚集,不但使脱硫液的pH值降低,加重了设备和材料的腐蚀,也增加了硫酸钙的结垢情况。

2石灰石湿法烟气脱硫废水处理工艺

烟气和脱硫剂是脱硫废水中杂质的主要来源,脱硫废水中含有氟化物、CaSO4、CaCl2、镉离子亚硫酸盐还有铅、汞、砷、灰尘等等,脱硫废水中的超标项目主要有悬浮物、COD、pH值、砷和铅等。脱硫废水水质具有含重金属、水质偏酸性、悬浮物和氯离子浓度高等特点。针对脱硫废液中含有溶解的重金属,一般脱硫废水以化学和物理机械方法中和进而对沉淀的物质进行分离处理。常见的处理工艺流程如下:脱硫废水→中和箱(加石灰乳)→沉降箱(加硫化物)→絮凝箱(加助凝剂)→浓缩池→出水箱(加氧化剂)→出水泵→排放或复用。对处理后的废水进行重新利用,就需要改造设备和提升工艺,从而实现脱硫废水的零排放,从以下七方面进行分析研究。

2.1水质调节

以某电厂监测报告为依据,脱硫废水处理的进出水质。经处理后的脱硫废水各污染物的浓度满足《火电厂石灰石湿法脱硫废水水质控制指标》的限值要求,并且对进入水槽废水的水量水质进行均化。

2.2除氟反应

在氢氧化铬沉淀物生成后,添加铝酸钙粉使其发生化学反应,添加氯化铁使发生絮凝反应,从而使氟的含量降低。

2.3重金属离子的化学反应

在脱硫废水中一般含有汞、铜等重金属离子,反应箱中加入有机硫或Na2S溶液,离子态的重金属和硫化物发生化学反应,生成细小的络合物。

2.4澄清及中和反应

脱硫废水一般都偏酸性,在脱硫废水进入隔槽时添加石灰浆液,然后不断搅拌,使pH值由5.4左右升到9以上。废水处理在除氟后进行澄清,在控制盐酸度情况下进行中和反应。

2.5滤砂处理

废水是从下向上进行过滤的,过滤掉水中大的杂质,让排出的水达到标准。因为从下向上的滤砂处理装置,始终在底部的砂层设备,使得底部的洗砂污水可以直接进行澄清处理,保证了进入排水槽的为合格净水,从而进行排放。

2.6脱硫废水的回收利用

脱硫废水处理后的废水含盐量较大,浓缩机分离后把较干净的水再送回水箱,在回水泵的工作下送到锅底冲刷灰渣,形成二次循环利用脱硫废水。

2.7烟道蒸发处理工艺

在处理脱硫废水时,在空气预热器和静电除尘器之间的烟道内,利用雾化喷嘴将脱硫废水喷入,通过高温烟气蒸发,废水形成固体颗粒而被除尘器脱除的烟道蒸发技术能很好地处理掉脱硫废水。

3结束语

目前,国家实施节能减排战略和加快培育发展新兴产业,扩大污水处理厂的建设规模和服务范围。我国污水处理建设市场进入快速发展阶段,未来我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的发展趋势是,在现有的基础上完善和提高、自动化、设计及制造规范化,烟气脱硫设备将成为我国燃煤工业锅炉烟一种不可缺少的辅机装置。

作者:陈继昌 单位:华润电力(六枝)有限公司

参考文献

[1]刘兴祥.湿法烟气脱硫废水处理工艺分析探讨[J].冶金动力,2013,(3):45-47.

[2]吴怡卫.石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理的研究[J].中国电力,2006,39(4):75-78.

含氟废水处理方法篇8

关键词:多晶硅 节能减排 措施

一、前言

随着科技不断进步,多晶硅的使用范围也不断扩大,不仅成为了信息产业中缺少的基础材料,并且也是太阳能转化为光能的理想介质。国家十分重视硅产业的发展,2005年时国家发改委将6英寸以上的单晶硅、多晶硅和晶片列为国家重点鼓励发展产业项目,提高大程度的政策支持,极大推动了我国光伏产业和电子信息工程的发展速度,使我国硅材料生产进入新的蓬勃发展阶段。

多晶硅产业属于高新技术产业,但是由于其生产过程中出现大量的氯硅烷副产物,因此导致其生产成本相对较高;同时还会存在部分的氯硅烷和氯化氢进入生产尾气中,不仅增加了尾气的处理难度,而且也会使得环境的污染程度加剧。在尾气处理排放的废水中Cl的浓度含量甚至高达2500mg/L。因此,现在多晶硅生产企业面对的重要课题便是怎样采用新型的技术手段有效地控制大量副产物的产生,从而达到降低成本,节能减排的生产要求。笔者在对多晶硅产业项目工作中总结出了有效回收氯硅烷副产物的综合措施及方法,实现了副产物的成功转化,大幅度降低了生产成本,达到了明显的节能减排的效果。

二、我国多晶硅生产方法和生产特点

在我国多晶硅的生产过程主要是使用改良的西门子技术进行生产,其大致过程如下:

(一)三氯氢硅的合成。三氯氢硅又称TCS,通过氯化氢与粗硅粉在300度、0.3兆帕条件下发生一定化学反应,生成三氯化硅。

(二)精馏。将反映生成的TCS经过精馏,进行提纯,使其纯度达到六个九的程度时,再对其中杂质进行处理,杂质主要包括磷、碳以及金属杂质等。

(三)还原反应。将已经完成提纯过程的三氯氢硅与制备的高纯度氢气在1150度、0.6兆帕的条件下发生反应,在反应容器内的导电硅芯上沉积生成多晶硅,这时多晶硅的纯度相比之前更高。需要注意的是在硅芯上设置的电压最高可达50kV,电流最高可达5000A。

(四)氢化反应。四氯化硅在1250度、0.6兆帕的条件下被氢气还原生成三氯氢硅,其温度来源主要由氢化炉中的导电石墨电极提供。

(五)尾气回收。还原氢化产生的尾气中氢硅烷、HCl和氢气,通过回收处理后循环使用。

这项工艺一般采用封闭式的生产,并且目前大部分的企业都是使用该方法,该过程中主要能耗点是精馏部分以及还原氢化过程的电耗,其中电耗占总体的40%左右。

目前我国多晶硅产业总体现状和发展特点:

1.其整体发展方向是向光伏产业和高纯度多晶硅方向。尤其是在国家政策的推动下,对可再生能源以及绿色能源的利用给予高度关注。特别是在现在不可再生能源极度匮乏的时代,对可再生能源的研究工作更加深入。

2.尤其世界各个国家对多晶硅的研究加大,投入多晶硅生产的企业明显增多,加上经济危机等金融问题的影响,该产业的产能已严重过剩,因此竞争十分激烈。

3.虽然我国已经引进多种国外先进的制作方法,但是整体技术还是比较落后,与世界发达国家还存在一定差距。

4.从开始研究光伏产业至今,我国的技术发展一直受到原料和用户群的双重制约,价格原因现在许多多晶硅依靠进口,而且90%以上的太阳能产品供出口。这样的现状极大的制约了我国光伏产业的快速发展。

三、节能降耗分析

在多晶硅的生产环节中需要多种化学反应的共同参与,因此产生大量的氯硅烷副产物。有统计资料显示,每生产1t多晶硅产品,将会产生约12t的氯硅烷副产物。在传统的多晶硅生产方面,这样的生产效率不仅造成大量的资源浪费,而且生产成本相当高。部分副产物进入尾气中,既增加处理尾气的难度,又使空气中污染物含量增加,造成空气污染,因此必须对其加强控制。

(一)还原尾气回收

还原尾气中含有多种副产物,包括氯化氢、氢气和氯硅烷等,传统的处理方法是用水对其进行喷淋洗涤,然后进行排放;或者采取对尾气进行分离的操作,将氯硅烷外售,再经喷淋洗涤。这样的方法既浪费资源,又没有彻底清除污染物。污染水资源,使水中的氯离子含量超高,提高了废水处理的资金投入。

经过现代的科学研究,在尾气中各个组分的物理性质差异较大,因此可以利用这一点特性差异,对副产物进行分离。现代的处理方法是将废气通过加压冷凝、吸收-脱吸、活性炭吸附等多种方法结合使用,对其中的可利用进行分离操作。SiHCl3重新送回还原炉中;氢气送回生产系统中作为生产原料;HCl制备盐酸;SiCl4、SiH2Cl2可进行更细致的回收处理。其流程图如下:

(二)SiCl4回收

含有杂质较多的SiCl4,经过反复的提纯操作之后,在温度为400至500度环境下与氢气反应生成SiCl3,其反应方程式为:Si+3SiCl4+2H2=4SiHCl3。由于其中含有一定的SiCl4杂质SiH2Cl2,因此必须通过精馏操作提纯才可以使用。

(三)还原炉热能回收

多晶硅还原反应是一个放热反应,为了是这部分热能不浪费,充分利用能源,通常在还原炉处设置热能转换设备,利用导热油将能量导出,供应于其他部分进行利用。热能转换站的转化效率较高一般为90%以上。在该设备中产品的能耗指标、物耗指标以及目前实行的国内国际水平对比表如下图。从表中可以看出,在使用节能降耗措施后,其指标水平已经较为接近甚至超过国际先进水平。

四、减排措施分析

该工程中从制作工艺进行改良,回收了氯硅烷副产物,进而达到减少氯离子排放的目的。通过实验分析,氯离子浓度已经从2500mg/L降为约300mg/L,大幅度的减少了使用于废水处理的成本消耗。与此同时,技术人员可以对生产过程中的污染物进行治理,采取一定措施,使得其排放量进一步减少。

(一)气态污染物的治理

1.含有HCl的废气处理

SiHCl3提纯工作环节会生成部分含有SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2等氯硅烷尾气,由于这些尾气不会凝结,通过水的喷淋,氯硅烷与水水解变成SiO2、HCl,其中80%以上HCl被水吸收,少量进入尾气中。

干法回收得到的HCl气体使用三级喷淋吸收塔作用,制取盐酸,不过尾气中仍然含有少部分HCl。HCl气体最大的物理特点是具有强烈的刺激性气味,并且具有很强的腐蚀性,给环境造成很大影响。在生产中,通常利用其很强的溶解性,用水来对HCl气体进行吸收,一般1体积的水可以溶解500体积的HCl,广泛的被用于HCl废气的处理中,其优点十分明显,设备简单,流程精简、净化效果好、操作容易。

2.含HF的废气处理

HF与HCl相比,同样为无色、具有强烈刺激性气味并且强烈腐蚀性气体,但是HF还有一定毒性,因此必须对其进行高度重视,生产中常用两种方法处理,分别是吸收法(又称湿法)和吸附法(又称干法)。

(1)湿法(吸收法):利用HF气体以容易的特点,将反应生成的氢氟酸与碱性物质混合,消除HF气体。通常工程中利用水或石灰乳、纯碱、氨水等碱性物质对HF气体进行吸收,达到净化废气回收利用的目的。

(2)干法(吸附法):直接使用石灰石、氧化铝、氟化钠等常用吸附剂,与废气中氟化氢生成氟化物;或者直接将其吸附于物体表面,继续循环利用。这种吸附净化处理法已经在电解铝工业废气处理上得到广泛使用,在电解铝工厂内直接使用生产原料氧化铝进行吸附,这样在达到净化目的的同时,也避免了使用湿法出现的腐蚀设备的问题,因此相对较为常用。

(3)氮氧化物的废气处理

通常对废气中氮氧化物进行处理时,常用方法有:催化氧化法、液体吸收法、固体吸附法等。其中液体吸收法使用率最高,主要操作是将废气通入水或者碱性溶液来吸收氮氧化物。由于这种方法的吸收剂要求简单、可用种类多样、适应性较强,方便控制等优点,因此广泛使用。

在生产过程中偶尔可以对HF和氮氧化物同时吸收,以NaOH溶液为吸收剂,将废气通过两座BFG-2-10型酸雾化塔中进行综合处理。利用这种方法处理后的资料统计显示,其净化率可以达到99%和96%,可以满足国家制定的气体排放标准。

(二) 废水

1 .酸性废水的处理

废水中最主要的来源是SiHCl3提纯过程中喷淋产生的酸性废水,在实际操作中一般采用石灰乳中和酸性,对絮凝沉淀进行深度处理的方法进行,根据废水量的多少以及pH值的变化情况随时调整投入量,时刻监测出水水质,控制其pH至在6.5至8.5之间。这种方法的优势在于石灰来源广,价格低适应型较强,在有色金属废水处理环节经常使用。

2. 含氟废水的处理

在对含氟废水的处理环节中,首先使用石灰乳调节废水pH值至中性,这时大部分的氟化物已经形成氟化钙沉淀;此时将沉淀后的废水送至除氟搅拌槽中搅拌,在槽中加入硫酸亚铁溶液进一步消除氟化物;然后混合两种废水,加入絮凝剂加快产生沉淀,将上部清澈液体排出。这种方法的优势在于处理流程简单、操作简单、成本低廉,并且达到很高的氟化物去除率。

五、 结束语

国家对光伏产业发展有利政策推动必然会使多晶硅产业直至光伏行业发展速度加快,优化技术,改革管理方法,增加产品优势,降低综合成本,这样才能在激烈的国际竞争中站稳脚跟,提高企业整体竞争力。同时,时刻牢记节能减排,在注重经济效益的同时,关注社会环境效益,将绿色生产落到实处,最大程度的推动我国整体光伏产业综合水平。

参考文献:

[1] 周卫红.发展多晶硅产业 节能减排是核心[J].热点,2010(11):34-36

[2] 苏维.多晶硅生产的节能减排措施[J].有色金属加工,2008(37):57-59

[3] 四季春,梁利.多晶硅生产的节能降耗[J].现代化工,2010(9):5-7

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