《安全环境-环保技术》之含氟废水处理技术研究进展 VIP免费

含氟废水处理技术研究进展摘要：近些年来，含氟废水污染问题和饮用水含氟超标现象愈来愈受到人们关注。着重介绍了沉淀法、吸附法、反渗透法及纳米材料在含氟废水处理中的应用。关键词：含氟废水；沉淀法；吸附法；反渗透法随着人们环保意识的不断增强，可持续发展的理念越来越受到重视。工业生产产生的废水、废气、废渣的处理是每个化工企业都必须面临的问题。含氟废水作为常见的工业废水，涉及金属冶炼、钢铁、水泥、铝电解、陶瓷、制药及半导体等化工领域，其排放造成的环境污染日益严重。氟元素对人体至关重要[1]，当人体氟摄入量不足时，容易产生龋齿、牙釉质易受腐蚀、骨骼系统发生病变、造血功能受影响等症状；但氟摄入过量时，容易患氟斑牙、骨质密度改变、骨骼变形、损害中枢神经和生殖系统。我国污水综合排放标准中，F-的质量浓度要低于10mg/L；饮用水含F-量要低于1mg/L[2]。近些年来，工业的迅速发展导致含氟废水对环境造成了日益严重的破坏，因此，开发研究新的含氟废水处理技术及优化现有除氟工艺显得尤为重要；相关化工企业应当严格把关，确保含氟废水排放符合国家标准。1沉淀法化学沉淀法是目前处理含氟废水最常用的方法，工艺成熟，通过向废水中加入石灰、石灰乳、氯化钙等含钙化合物，使Ca2+离子与废水中的F-离子生成CaF2，以沉淀形式除去；该法对含氟量高的废水尤为适用。传统方法受Ca2+浓度较小影响，药剂投放量过大，水中悬浮物较多，且要求Ca2+与F-接触时间足够长才能达到满意的除氟效果，处理后的废水氟化物含量较难稳定达标[3]。鉴于此，很多研究致力于优化化学沉淀法处理含氟废水效果，并取得了一定成果。肖雪峰等[4]对生产太阳能电池板车间高含氟废水进行处理，通过投加钙源3级混凝沉淀法去氟，得出当Ca2+投放量为2倍F-量，混凝沉淀过程pH控制在8～9，混凝剂聚合氯化铝投放量为400mg/L，助凝剂聚丙烯酰胺投放量为4mg/L时，可显著降低废水中F-含量，可达到国家一级排放标准。姜科等[5]针对传统沉淀法难以回收利用氟资源的缺点，采用流化床反应器模拟处理500～1400mg/L的高浓度含氟废水，以氯化钙为沉淀剂，氟化钙颗粒作晶种，并考察了流化床反应器连续运行过程中沉淀除氟的效率和稳定性，发现出水中氟含量低于10mg/L，废水中的氟离子可以快速被除去；在连续运行过程中，流化床反应器沉淀除氟高效稳定。利用流化床反应器诱导结晶，可以以氟化钙的形式回收废水中的氟。高海生等[6]设计“熟石灰沉淀-水循环利用”改进工艺，处理后的水可以返回吸收塔循环利用，能使整个系统封闭运行，无废水排放；在紧急情况下需要将含氟废水外排时，采用PAC进行混凝深度处理工艺，处理后的水可以达到国家一级排放标准。沉淀法处理含氟废水，操作简单，效果明显，成本低，但有可能产生二次污染，处理后仍无法满足排放要求。不过，随着沉淀法处理工艺的不断优化，上述缺点能够获得解决。2吸附法吸附法处理含氟废水是利用一系列吸附剂的吸附作用，使废水中氟化物去除的方法。吸附效果的好坏，很大程度上取决于吸附材料。目前用于处理含氟废水的吸附材料有高分子类吸附剂，如壳聚糖、活性碳纤维、粉煤灰等；天然矿物类吸附剂，如膨润土、沸石等；稀土类吸附剂，如含锆、含镧、含铈吸附剂；以及聚丙烯酰胺接枝体和生物碳吸附剂[7]。利用吸附剂处理含氟废水关键在于提高处理效率，能使吸附剂重复利用且克服干扰因素的影响，这就要针对吸附机理进行深度研究，不断开发新型高效廉价的吸附剂。彭明国等[8]采用半干法制备羟基钙改性膨润土，在膨润土层间羟基与F-的交换和Ca2+与F-共同作用下对含氟废水进行处理，结果显示改性膨润土对含氟废水处理时间短，160min即可达到平衡；酸性条件有利于吸附反应的进行，pH值控制在1.72时可达到最大吸附量31.83mg/g。李德贵等[9]针对活性氧化铝在水中除氟吸附容量低、吸附速率慢等缺点，采用硫酸铝溶液改性活性氧化铝，结果表明改性后的活性氧化铝除氟性能明显改善，25min内达到吸附平衡，废水中的氟离子浓度从19mg/L降到0.010mg/L，除氟率达到99%以上；除氟性能好于经氢氧化镧改性的活性氧化铝，但较氢氧化钾和硫酸铁改性的性能差。随着研究的不断...