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含氟废水处理的基本工艺研究与沉淀法

来源：花匠小妙招时间：2025-05-23 09:45

1前言

氟是人体必须的微量元素之一，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，严峻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，严峻威胁人类健康。

现代产业的发展的同时，排放了大量的高浓度含氟产业废水，这些废水一般含有呈氟离子(F-)形态的氟。而良多企业尚无完善的处理举措措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尺度，氟离子浓度应超过了10mg/L，严峻地污染着人类赖以生存的环境的同时给人类的健康造成良多威胁。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，海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产业含氟废水的处理，吸附法主要用干饮用水的处理。另外还有冷冻法、离子交换法、超滤除氟法、电凝结法、电渗析、反渗透渗出技术等方法。

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、反应前提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天生CaF2沉淀，来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简朴利便，用度低，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，很难达到国标一级尺度。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，造成铺张。

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进步了利用率。再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，天生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，与碳酸盐反应天生氢氧化铝，在混凝过程中氢氧化铝与氟离子发生反应出产氟铝络合物，出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，进步了废水处理效果。

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。混凝沉淀法一般只合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。因为除氟效果受搅拌前提、沉降时间等因素的影响，因此出水水质会不够不乱。

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出产的A1(OH)3矾花，去除废水中的F-，效果不错。因为药剂投加量少、本钱低，并且一次处理后出水即可达到国家排放尺度，因此铝盐混凝沉降法在产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产业废水中，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，终极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，效果十分明显。因为本钱较低，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，还有一些方法固然没有被普遍应用，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、反渗透渗出膜法等方法。反渗透渗出技术借助比渗透渗出压更高的压力，使使高氟水中的水分子改变天然渗透渗出方向，通过反渗透渗出膜被分离出来，先主要应用于还水淡化和超纯水制造工艺中。当前使用的反渗透渗出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，因此用度会比较高。与离子交换树脂比拟，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，具有良好的耐辐照机能，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。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

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利用离子与氟离子结合天生难溶于水的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↓

假如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，进步了除氟效果。化学方程式如下：

F-+5Ca2++3P043+=Ca5(PO4)4F↓