含氟廢水的處理技術(shù)

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1、含氟廢水的處理及應(yīng)用化學(xué)沉淀法1、采用鈣鹽沉淀法處理高濃度含氟廢水，及向廢水中投加石灰乳，并選用聚丙烯酰作為絮凝劑，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀除去。2、特點：方法簡單，處理方便，費用低，泥渣沉降緩慢，脫水困難，處理后的出水很難達到國家標準（污水中氟含量為20～30mg/L)含氟廢水中影響CaF2形成的各種因素：（1）從溶液狀態(tài)圖(圖1)可以看出:在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，Ca2+和F－都以離子狀態(tài)存在，不產(chǎn)生沉淀;在不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，Ca2+與F－能迅速反應(yīng)生成CaF2沉淀;在亞穩(wěn)定區(qū)，由于過飽和度很低，雖然此時的［Ca2+］·［F－］2＞Ksp，

2、但不加入晶種仍難以生成CaF2沉淀。35F濃度對鈣氟反應(yīng)速率的影響當F與Ca2+進行等量反應(yīng)時，［F－］越低，反應(yīng)速率越慢;當初始［F－］為1．0×10－3mol/L時，Ca2+與F－幾乎不發(fā)生反應(yīng)。很明顯，由于石灰的難溶性，用石灰處理含氟廢水的反應(yīng)速率比用CaCl2處理慢得多(試驗中F濃度均采用選擇性電極法測定)。Ca/F摩爾比對反應(yīng)速率的影響在同樣的Ca/F摩爾比下，初始［F－］越高，反應(yīng)后［F－］下降的幅度越大;當Ca/F摩爾比≥4時，［F－］下降變化并不大;當［F－］為1．0×10－3mol/L時，即使Ca/F摩爾比提高至5，

3、24h后［F－］沒有發(fā)生多大變化。反應(yīng)速率的鹽效應(yīng)電解質(zhì)NaCl的濃度越大，對反應(yīng)速率的影響也越大;相同濃度的Na2SO4對反應(yīng)速率影響要比NaCl大得多。溶液中離子濃度的提高，相對降低了反應(yīng)物的有效濃度，從而使反應(yīng)受到部分抑制，反應(yīng)速率因此減慢。電解質(zhì)對CaF2溶解度的影響35在純水中，電解質(zhì)的存在會阻礙已溶解的Ca2+與F－結(jié)合生成CaF2沉淀，平衡將會向相反的方向移動，使CaF2(固)進一步溶解;而在含有［F－］為8mg/L的水中，雖然［F－］的存在會產(chǎn)生同離子效應(yīng)，但同時也伴有鹽效應(yīng)的發(fā)生，當溶液中電解質(zhì)濃度達到200mg/L

4、時，鹽效應(yīng)的影響越來越顯著，致使CaF2的溶解度增長減緩。表1去離子水中加入不同電解質(zhì)的效果/(mg·L－1)pH對CaF2溶解度的影響pH對CaF2溶解度的影響隨著CaF2濃度的提高而迅速增大，尤其是當CaF2濃度為5000mg/L時，即使溶液處于中性，F(xiàn)－35濃度遠遠超過10mg/L。綜上所述:①在含氟廢水中，當F－濃度較高時，此時F－處于溶液狀態(tài)圖中的不穩(wěn)定區(qū)，當加入大量Ca2+時，Ca2+與F－能迅速反應(yīng)生成CaF2沉淀，使F－濃度迅速降低。②含氟廢水中存在的電解質(zhì)及過量CaF2的存在會大大提高CaF2的溶解度，使F－平衡濃度

5、升高，結(jié)果使反應(yīng)驅(qū)動力(△C=C－Ceq)減小。而在實際生產(chǎn)中，要消除電解質(zhì)及過量CaF2所產(chǎn)生的影響比較困難，因此從熱力學(xué)平衡角度分析，僅用鈣鹽處理含氟廢水難以達到排放標準要求。③當溶液中含有固體的非均相反應(yīng)應(yīng)用于廢水處理中時，平衡濃度的理論計算值與實際測定值之間存在較大差異，因此只考慮熱力學(xué)平衡遠遠不夠，而進行反應(yīng)動力學(xué)分析是非常有必要的。從試驗結(jié)果可知:當F－濃度為20mg/L時，Ca2+與F－幾乎難以發(fā)生反應(yīng)，這也是長期以來的問題所在。電解質(zhì)的存在會對CaF2沉淀反應(yīng)帶來較多不利的影響。④由于眾多因素的影響，造成CaF2溶解度

6、增大和［F－］降至50mg/L左右時進入亞穩(wěn)定區(qū)時生成CaF2的反應(yīng)會極其緩慢。即通過增大鈣鹽量來達到降低［F－］的目的弊多利少，不僅效果不明顯，而且還會增加污泥量，同時使污水處理成本增加。因此，含氟廢水的處理可首先采用鈣鹽去除大部分氟，然后再結(jié)合其它方法進一步處理，使其達標排放。近年來，有些研究者提出在投加鈣鹽的基礎(chǔ)上聯(lián)合使用鎂鹽、35鋁鹽、磷酸鹽等，處理效果比單純加鈣鹽效果好，。例如氯化鈣與磷酸鹽除氟法，其工藝過程是:先在廢水中加入氯化鈣，調(diào)pH至10～12，反應(yīng)30min后加入磷酸鹽，再調(diào)pH至6～7，反應(yīng)4～5h，最后靜止澄清

7、4～5h，出水含氟濃度為5mg/L左右;鈣鹽、磷酸鹽、氟三者的摩爾比為(15～20)∶2∶1［3］。CaF2晶核在處理低濃度含氟廢水中的作用（1)在低氟濃度條件下，CaF2晶核很難形成，直接導(dǎo)致CaF2沉淀難以生成，具體表現(xiàn)為:在低氟濃度條件下，沉淀反應(yīng)啟動所需的鈣濃度較高;要使含氟廢水處理至排放標準濃度以下，處理所需的鈣濃度較高。(2)加入CaF2晶核可加速CaF2沉淀生成，在相同鈣濃度條件下，晶核既可降低沉淀反應(yīng)啟動的鈣濃度，又可使處理后的污水氟濃度降得更低。(3)在處理低濃度含氟廢水中，噸廢水CaF2晶核的用量以0．2kg為最佳

8、;晶核過多將導(dǎo)致成本增加，過少則達不到預(yù)期效果。粉煤灰綜合處理低濃度含氟廢水試驗粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種類似火山灰質(zhì)混合材料，其化學(xué)組成與黏土質(zhì)相似，主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣和未燃燼的