工业含氟废水的处理
沉淀过滤工艺处理高浓度氟废水工程实例
摘要：介绍了采用中和混凝沉淀过滤工艺对高浓度含氟废水进行处理的工程实例。通过石灰乳中和、混凝剂絮凝、除氟过滤器过滤后，使废水中的氟去除率达到96%以上，系统出水优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
关键词：含氟；废水处理；中和；过滤；实例 1前言
氟是人体必需的微量元素之一，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，严重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，严重威胁人类健康。
现代工业的发展的同时，排放了大量的高浓度含氟工业废水，这些废水一般含有呈氟离子(F-)形态的氟。而很多企业尚无完善的处理设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标准，氟离子浓度远远超过10mg/L，严重地污染着人类赖以生存的环境的同时给人类的健康造成很多威胁。因此，高浓度含氟废水处理成为了当前环保及卫生领域重要工程。
2实例概况
某化肥厂，现有石膏渣场面积约200亩，已堆放磷石膏约200万
吨，该堆场年平均降雨量1180.6mm，主要污染物为石膏堆场渗滤液，其污染物种类主要是PH、SS、氟化物等。原渗滤液未进行处理，直接排放至附近水体，最终排入长江，对库区水体水质造成了较严重的污染。彻底治理工业废水是实现工业可持续发展的必由之路，大幅度削减公司的污染负荷对公司的可持续发展具有重要意义。同时减少周围群众与企业之间因排污而引发的纠纷，有利于企业和周围群众和谐发展。
3原水水质状况
渣场渗滤液主要包括两部分：①因降雨而造成的渗滤液；②由于其自身含水的渗出液。最大日平均流量为60 m3/h，最小日平均流量为20 m3/h，连续排放。设计流量按60 m3/h设计。原水水质情况见表1。设计排放标准为《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。
表1 渗滤液原水水质
项目 测定值
PH 2.86
SS
260mg/L
F- 241mg/L
4工艺方案确定
当前，国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工业含氟废水的处理，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、电凝聚法、电渗析、反渗透技术等方法。
本项目废水含氟浓度较高，适合用沉淀法，运行成本低。
工艺流程图见图
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图1 工艺流程图
4.1工艺简介
4.1.1中和絮凝沉淀
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生成CaF2沉淀，来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简单方便，费用低，处理后的废水中氟含量可达到15mg/L以下，该方法适合于高浓度含氟废水的一级处理或预处理。
在加钙盐的基础上，加上铝盐，除氟效果增加的同时提高了利用率。在废水中加入聚合氯化铝，与碳酸盐反应生成氢氧化铝，在混凝过程中氢氧化铝与氟离子发生反应生产氟铝络合物，生成的氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附而产生沉淀。同时，在水中加入高分子PAM作絮凝剂，提高了沉淀效果，提高了废水处理效果。 4.1.2吸附过滤法
吸附法过滤是将装有活性氧化铝、聚合铝盐等吸附剂的设备放入
工业废水中，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，最终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。该方法用于低浓度含氟废水的处理，效果十分显著。由于成本较低，而且除氟效果较好，是含氟废水处理的重要方法。 上述两种联合使用，使废水达到一级排放标准。
4.2主要构筑物和工艺参数
渗滤液处理主要构筑物和设备的工艺参数见表2。
表2主要设备和构筑物
5运行情况及处理效果
渗滤液处理的主要工序采用PLC程序对其进行自动控制。各工序的加药、反应时间根据水质变化及PH参数自动调整。本项目根据先期的小试结果，确定了中和池、反应池的运行参数，当投加石灰浆使
中和池pH达到9.5时，自动减小投加量，大于10时报警。当pH小于8.5时，自动增大投加量，小于8时报警。沉淀池出水至过滤器段，根据中间池液位，自动启停过滤泵。定时进行反洗程序。工程于2010年12月底完成施工及调试，运行3个月以来，出水水质稳定，1-3月期间处理效果见图2，1-3月检测结果均值见表3。