除氟工藝及詳細(xì)說(shuō)明

【資料簡(jiǎn)介】

除氟工藝及詳細(xì)說(shuō)明

按照國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，氟離子濃度應(yīng)小于10mg/L；對(duì)于飲用水，氟離子濃度要求在1mg/L以下。目前國(guó)內(nèi)外常用的含氟廢水處理方法大致分為兩類(lèi)，即沉淀法和吸附法。化學(xué)沉淀法是通過(guò)投加鈣鹽等化學(xué)藥品，形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀。該方法簡(jiǎn)單、處理方便，費(fèi)用低，但石灰溶解度低，只能以乳狀液投加，且產(chǎn)生的CaF<SUB>2</SUB>沉淀包裹在Ca(OH)<SUB>2</SUB>顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。處理后的廢水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很難達(dá)到國(guó)標(biāo)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。而且存在泥渣沉降緩慢，脫水困難，處理大流量排放物周期長(zhǎng)，不適應(yīng)連續(xù)處理連續(xù)排放等缺點(diǎn)。<BR> 吸附法是指含氟廢水流經(jīng)接觸床，通過(guò)與床中固體介質(zhì)進(jìn)行離子交換或化學(xué)反應(yīng)，去除氟化物。這種方法只適用于低濃度的含氟廢水或經(jīng)其他方法處理后氟化物濃度降至10~20mg/L的廢水。而且接觸床的再生及高濃度再生液的處理是整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中*的一部分，接觸床頻繁的再生使運(yùn)行成本較高; 此外，還有冷凍法、離子交換樹(shù)脂除氟法、超濾除氟法、電滲析等，但因?yàn)樘幚沓杀靖撸实停两穸嗤Ａ粼趯?shí)驗(yàn)階段，很少推廣應(yīng)用于工業(yè)含氟廢水治理。<BR> 絮凝一氣浮處理含氟廢水新工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，采用絮凝一氣浮一吸附相結(jié)合的工藝處理含氟廢水。

1．基本原理
利用鋁離子的三種機(jī)理來(lái)去除氟離子，即：
(1)吸附。鋁鹽絮凝除氟過(guò)程中生成的具有很大表面積的無(wú)定性Al(OH)<SUB>3 </SUB>(am)原體對(duì)氟離子產(chǎn)生氫鍵吸附，氟離子半徑小，電負(fù)性強(qiáng)，這一吸附方式很容易發(fā)生。

(2)離子交換。氟離子與氫氧根的半徑及電荷都相近，鋁鹽絮凝除氟過(guò)程中，投加到水中的A1<SUB>13 </SUB>O<SUB>4 </SUB>(0H) <SUB>14</SUB><SUP>7+</SUP> 等聚陽(yáng)離子及水解后形成的無(wú)定性Al(0H)<SUB>3</SUB>(am)沉淀，其中的OH<SUP>-</SUP>與F<SUP>-</SUP>發(fā)生交換，這一交換過(guò)程是在等電荷條件下進(jìn)行的。
(3)絡(luò)合沉淀。F<SUP>-</SUP>能與Al<SUP>3+</SUP>等形成從AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUB>3</SUB>到AlF<SUB>6</SUB><SUP>
3-</SUP> 6種絡(luò)合物，絡(luò)合沉降而去除F<SUP>-</SUP>。

絡(luò)合離子方程式如下：
F<SUP>-</SUP>+ Al<SUP>3+</SUP> →AlF<SUP>2+</SUP>↓+ AlF<SUB>2</SUB><SUP>+</SUP>↓+ AlF<SUB>3</SUB>↓+
AlF<SUB>4</SUB><SUP>-</SUP>↓+ AlF<SUB>5</SUB><SUP>2-</SUP>↓+ AlF<SUB>6</SUB><SUP>3-</SUP>↓<BR>; 絮凝產(chǎn)生的絮狀物通過(guò)氣浮裝置達(dá)到有效的固液分離，出水經(jīng)過(guò)砂濾再通過(guò)活性炭吸附后排放;

2．應(yīng)用實(shí)例<BR> 某半導(dǎo)體廠含氟廢水平均進(jìn)口濃度為165.54m/L，pH＝2.39，排放水量為50m<SUP>3</SUP>/d。《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB8978 -1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：F-≤10mg/，pH＝6~9。處理工藝流程見(jiàn)圖1。

<IMG alt=""src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244475.gif"><P> 生產(chǎn)廢水首先流入調(diào)節(jié)沉淀池，然后由泵提入絮凝反應(yīng)池，同時(shí)通過(guò)自動(dòng)加藥機(jī)投加藥劑NaOH，2‰聚鋁及0.005‰的PAM助凝劑，進(jìn)行絮凝反應(yīng)。加藥過(guò)程中，觀察pH值顯示儀的讀數(shù)，根據(jù)聲值調(diào)節(jié)NaOH的投加量，控制pH在7左右。絮凝反應(yīng)時(shí)間約為15min。出水自流入氣浮分離池，由溶氣釋放器中釋放出來(lái)的溶氣水將絮凝后的沉淀托出水面，在液面上形成沉淀物浮渣，浮渣經(jīng)刮渣機(jī)刮出后進(jìn)入干化
箱，靜沉后的清潔液再流入調(diào)節(jié)沉淀池，沉渣干化后可外運(yùn)填埋或焚燒處理。氣浮分離池下部的清液自流入清水池中，部分清水由溶氣泵提入溶氣罐，作為氣浮用的溶氣水，其余的清水由泵提入砂濾塔，經(jīng)過(guò)砂濾的水再進(jìn)入活性炭吸附罐進(jìn)行深度處理，zui后直接排放。
在調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)pH值對(duì)各階段的處理效果有一定影響（表1），由表1可見(jiàn)，當(dāng)聲值控制在7.0左右時(shí)處理效果*。
<IMG alt="" src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244371.gif"><BR> <BR>
3．運(yùn)行效果<BR> 這套處理設(shè)施竣工投用以來(lái)，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)多次對(duì)設(shè)施進(jìn)出口F-濃度進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該含氟廢水處理設(shè)備出口排放物中的州值均在6.5~7之間，F(xiàn)-的濃度均小于5mg/L，排放指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，除F-效率達(dá)98.9%。<BR> 同時(shí)經(jīng)濟(jì)評(píng)估表明，這套設(shè)施充分利用了工廠原有的調(diào)節(jié)沉淀池、部分管路等設(shè)施，總投資不高，除去設(shè)備折舊費(fèi)及人工費(fèi)，總運(yùn)行費(fèi)用每噸僅為0.50元。

4．結(jié)論
(1)絮凝一氣浮處理含氟廢水工藝?yán)^承了傳統(tǒng)工藝的優(yōu)點(diǎn)，充分利用鋁鹽絮凝的吸附、離子交換、絡(luò)合沉淀等作用機(jī)理，緩解后續(xù)處理的負(fù)荷，且采用聚鋁作為絮凝劑比采用鋁鹽用量減少一半，處理費(fèi)用進(jìn)一步降低。

(2)將氣浮技術(shù)運(yùn)用于含氟廢水處理中，解決了以往固液分離的難題，使設(shè)備能穩(wěn)定運(yùn)行。<BR>
(3)出水末端采用活性炭吸附，給出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放提供保障。<BR> (4)在工藝中，用NaOH取代傳統(tǒng)的Ca
(OH)<SUB>2</SUB>，使泥渣量減少，解決了傳統(tǒng)工藝泥渣多，易結(jié)垢，處理效果不佳，管路易堵塞等難題