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处理酸性含氟工业废水的方法

2017-5-31 10:42| 发布者: candy| 查看: 1458| 评论: 0|来自: 水博网

氟是人体内重要的微量元素,是牙齿及骨骼不可缺少的成分。但过量摄入会引发氟骨症和氟斑牙等中毒症状。我国有将近1亿人生活在高氟水地区,目前在我国氟受害者多达几千万人,除个别地区是由于自然因素外,大量的高氟工业废水的排放是主要因素之一。

我国现行的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定排放水中F-的质量浓度不超过10mg·L-1,而一般条件下氟化钙的溶解度为8.9mg·L-1,因此,处理含氟工业废水的难度较大,很难稳定地控制出水中F-的质量浓度小于10mg·L-1。

含氟废水的处理方法有多种,国内外常用的方法大致分为两类,即沉淀法和吸附法。目前,对于高浓度含氟工业废水,一般采用钙盐沉淀法,即向废水中投加石灰乳,使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水。对于高浓度的含氟废水,为保证出水质量,往往需进行两步处理,先用石灰进行沉淀,使氟含量降低到20~30mg·L-1,继而用吸附剂处理使氟含量降到10mg·L-1以下。

文章结合化学沉淀和絮凝沉淀,在钙盐沉淀的基础上,从配合不同铝盐混凝沉淀以及碱的种类等多种因素上考虑,对福建某化工厂含氟废水进行小试实验,发现采用NaOH调节废水pH,以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC的混凝沉淀作用,出水氟离子浓度小于4mg·L-1,达到排放标准,效果稳定。

1试验部分

1.1试剂与仪器

JJ-4六联电动搅拌器,PHS-25型pH计(上海雷磁厂),PXS-270型离子活度计(上海雷磁厂),E-201-C型pH电极,PF-1型氟电极,217型双盐桥甘汞电极。

Ca(OH)2配制成10%乳液,CaCl2、PAC、Al2(SO4)3配制成10%溶液。NaF(分析纯)105℃~l10℃烘干2小时后干燥器中保存,配制成所需的不同浓度的含氟水溶液,用于标定氟离子电极。试验所用废水为福建某化工厂含氟工业废水,该化工厂是集萤石开采、加工、氟化物生产销售为一体的氟化工公司,主要产品有氟化氢、氟化氢铵、氟化铵等氟化盐。

1.2试验方法

取一定量的含氟废水,氟离子浓度为975~1094mg·L-1,pH值2.95~3.23,采用下述方法进行试验:

用Ca(OH)2调节pH值到中性或碱性,反应1h,投加PAC或Al2(SO4)3等混凝剂反应10min,沉淀2h后测定上清液氟离子浓度。

用NaOH调节pH值到中性或碱性,加入CaCl2反应1h,投加PAC作为混凝剂反应10min,沉淀2h后测定上清液氟离子浓度。

2结果及讨论

2.1钙离子浓度对氟离子去除的影响

石灰沉淀法处理工艺运行成本低,是目前使用最多的处理方法。通过投加Ca(OH)2调节废水pH值,同时钙离子与氟离子形成CaF2沉淀,反应1h后,投加PAC作为混凝剂,投加浓度为400mg·L-1,反应10min后沉淀2h,测定上清液氟离子浓度,实验结果如下表所示:


氟离子与钙离子之间的静电引力强,晶格能高,氟化钙的溶解度小。其溶度积为Ksp=4×10-11(25℃)。

2F-+Ca2+一CaF2↓

从反应方程式来看钙离子浓度越大,溶液中的氟离子浓度越小。试验结果与理论分析相一致,随着钙离子浓度的增加,废水中的氟离子浓度下降。但投加石灰乳时,即使其用量使废水pH达到12,也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L左右,且水中悬浮物含量很高。

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