含氟废水治理技术新突破：絮凝一气浮处理工艺

含氟废水治理技术新突破：絮凝一气浮处理工艺

介绍了国内外曝气废水处理技术的特点，结合该厂实际情况，提出了采用絮凝-气浮法处理曝气废水的废水处理新工艺。

工业上，含氟矿开采、金属冶炼、铝加工、焦化、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排出的废水往往含有较高浓度的氟。对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施，排出的废水中氟含量超过国家排放标准，严重污染环境。根据国家污水综合排放标准，氟离子浓度应小于10mg/L；对于饮用水，要求氟离子浓度在1mg/L以下。目前，国内外常用的含氟废水处理方法大致可分为两大类，即沉淀法和吸附法。

化学沉淀法是加入钙盐等化学药剂，使氟化物形成沉淀或氟化物吸附在形成的沉淀物上而一起沉淀。此法简单易操作，成本低，但石灰溶解度低，只能以乳液形式加入，且生成的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒表面，不能充分利用，因此用量较大。处理后的废水中氟化物含量一般只能降至15mg/L，难以达到国家一级标准。另外还存在污泥沉降速度慢，脱水困难，处理大流量排放周期长，不适宜连续处理连续排放等缺点。

吸附法是指含氟废水通过接触床，与床层中的固体介质发生离子交换或化学反应而除去氟的过程。此法只适用于低浓度含氟废水或经其他方法处理后氟浓度已降至10~20mg/L的废水。而且接触床的再生和高浓度再生液的处理是整个运行过程中不可缺少的一个环节，接触床的频繁再生使得运行成本较高。此外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析法等，但因处理成本高、除氟效率低，大多停留在实验阶段，很少推广应用于工业含氟废水的处理。

处理含氟废水的新型絮凝气浮工艺是在传统工艺的基础上，采用絮凝、气浮、吸附相结合的工艺处理含氟废水。

1.基本原理

铝离子去除氟离子的机理主要有3种，即：（1）吸附。铝盐絮凝除氟过程中生成的具有大表面积的非晶态Al(OH)3(am)前驱体对氟离子产生氢键吸附。氟离子的半径较小，电负性较强，因此易发生这种吸附方式。（2）离子交换。氟离子的半径和电荷与氢氧离子相近。在铝盐絮凝除氟过程中，加入水体中的(0H)147+等聚阳离子和水解后生成的非晶态Al(0H)3(am)沉淀，其中的OH-与F-进行交换。此交换过程在等电条件下进行。

（3）络合沉淀。F-能与Al3+形成AlF2+、AlF2+、AlF3、AlF63-等6种络合物，通过络合沉淀去除F-。络合离子反应方程式为：F-+Al3+→AlF2+↓+AlF2+↓+AlF3↓+AlF4-↓+AlF52-↓+AlF63-↓絮凝生成的絮体经气浮装置有效地实现固液分离，出水经砂滤、活性炭吸附后达标排放。

2.应用示例

某半导体厂含氟废水平均进水浓度为165.54m/L，pH=2.39，排放量为50m3/d。《污水综合排放标准》（-1996）一级标准为：F-≤10mg/L，pH=6~9。处理工艺流程如图1所示。

生产废水先流入调节沉淀池，再由泵送入絮凝反应池，同时采用自动加药机投加药剂NaOH、2‰聚合铝和0.005‰PAM混凝剂进行絮凝反应。加药过程中观察pH值显示仪表读数，根据声值调整NaOH投加量，控制pH在7左右。絮凝反应时间约15分钟。出水靠重力流入气浮分离池，由溶气释放器释放的溶气水将絮凝后的沉淀物提起脱离水面，在液面形成沉淀浮渣，浮渣由刮刀刮出，进入干燥箱。静态沉淀后的清液再次流入调节沉淀池，沉淀物经干燥处理后可运往填埋场或焚烧处理。 气浮分离池底部清液在重力作用下流入清水槽，部分清水由溶气泵打入溶气池作为气浮溶气水，其余清水由泵打入砂滤塔，经砂滤后的水进入活性炭吸附池进行深度处理，最后直接排放。

3.运行效果

该处理设施建成投产以来，环境监测部门多次对设施进出水口F-浓度进行采样监测。监测结果显示，含氟废水处理设备出口排放中状态值在6.5~7之间，F-浓度小于5毫克/升，排放指标达到国家一级污水综合排放标准，F-去除率达到98.9%。

同时，经济评价表明，该套设施充分利用了厂内现有的调节沉淀池、部分管线等设施，总投资不高，除去设备折旧、人工费用，总运行成本仅为0.50元/吨。

4。结论

（1）絮凝气浮工艺处理含氟废水，继承了传统工艺的优点，充分利用了铝盐絮凝的吸附、离子交换、络合沉淀等作用机理，减轻了后续处理的负荷。另外，采用聚合铝作为絮凝剂，使铝盐用量减少一半，进一步降低了处理成本。

（2）将气浮技术应用于含氟废水的处理，解决了以往的固液分离难题，使设备运行稳定。 （3）出水末端采用活性炭吸附，确保出水稳定达标排放。

（4）工艺中采用NaOH替代传统的Ca(OH)2，减少污泥量。

解决了传统工艺污泥量大、易结垢、处理效果差、管道易堵塞等问题。