铭盛环境——工业污水,工业废水处理专家,提供污水处理解决方案
很多工业生产中都会产生含氟废水,如传统工业中的有色金属和稀有金属的冶炼、不锈钢酸洗、农药、铝电解精炼等,以及现代化工中的有机化学合成、电子工业、原子能工业等。氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟对人体安康有益,人体内氟含量过少或过多都会对安康形成危害。成人每日需氟量为1.0~1.5mg,人们日常的饮用水中的含氟量不得超越0.6mg/L,假如饮用水中的氟超越1.5mg/L,那么就属于高氟水,人们长期饮用高氟水会给身体形成很大的伤害,造成氟斑牙、氟骨病等,此外长期饮用高氟水还可能会引发某些肿瘤。高氟水主要是由工业生产产生的含氟废水违规排放形成的,因而妥善地对工业废水中的氟实施处置,关于维护环境,保证人体安康具有十分重要的意义。依据《污水综合排放规范》,一级规范请求氟化物排放浓度小于10mg/L。我国高浓度含氟废水乱排放的问题还没有完整处理,很多企业没有安装相应的设备来对含氟废水实施无害化处置,造成其排放的废水中氟化物浓度很高,对环境和人类身体安康形成了很大的要挟。基于此,本文对含氟工业废水处理办法实施了讨论。从当前含氟废水的处置办法来看,应用最为普遍的有沉淀法和吸附法两类,本文主要对二者实施讨论。
1、沉淀法
1.1 化学沉淀法
化学沉淀法处置含氟废水的原理是,经过在含氟废水中参加一些可以和废水中氟离子产生化学反响,并且可以产生难溶于水的沉淀物质,将氟从水中别离。化学沉淀法常用的沉淀剂包括石灰、电石渣、氯化钙三种。
1.1.1 石灰沉淀法
石灰沉淀法是处置高浓度含氟废水的重要办法,石灰石溶解后产生的钙离子能够和水中的氟离子反响,生成难溶于水的氟化钙,从而除去水中的氟。在实践应用过程中,由于反响所生成的氟化钙会障碍反响的一步实施,因而需求加量投放石灰。在pH为6.5~7.0的条件下,沉淀反响时间约1h,投加量为理论值的2.5倍以上是最佳的除氟工况。
1.1.2 电石渣沉淀法
经过电石法生产聚乙烯时会产生废渣,这些废渣是电石和水反响生成的,不只价钱低廉而且易得,正是由于这一特性,电石渣沉淀法在含氟水实践处置中有比拟多的应用。电石渣的主要成分是Ca(OH)2,所以其除氟的原理和石灰沉淀法相似,但是具有更好的效果,所需投加的量也更少,沉渣更易于脱水和沉淀。
1.1.3 氯化钙法
氯化钙法原理和石灰沉淀法相似,不过氯化钙溶解度高,能够以溶液状态投加到废水中,可以和水中的氟离子更充沛地反响。其具有固体渣量少、加药粉尘少、操作简双方便等优点。其缺陷在于价钱较氢氧化钙贵,在处置高浓度含氟废水时本钱较高。另外,由于大多数含氟废水为酸性,在运用氯化钙处置后,需求加碱中和,增加了废水处置的本钱。
1.2 混凝沉淀法
混凝沉淀法是一种经过在含氟废水中参加具有凝聚才能或者是可以和氟化物产生沉淀的物质,使废水中的氟与其生成大量的胶体和难溶物质,然后经过沉淀、泥水别离的方式来去除水体中氟化物的办法。混凝沉淀法相较于化学沉淀法,不只所需求投入的药剂量比拟少,而且处置量更大,经过一次处置后,氟化物浓度就能够低于10mg/L。而缺陷在于,在处置高浓度的含氟废水时,由于需求应用大量的混凝剂,本钱比拟高,因而通常将化学沉淀法和混凝沉淀法两种办法混合运用,先经过化学沉淀的方式降低废水中氟的浓度,然后参加混凝剂沉降吸附,使废水到达排放规范。
1.2.1 无机混凝剂
无机混凝剂主要包括铝盐和铁盐两种,这两种盐水解后产生的氢氧化物矾化可以起到吸附氟离子的作用。另外,Al3+、Fe3+越可以和氟离子发作络合反响,从而到达去除氟离子的作用。
铝盐混凝沉淀法主要采用硫酸铝、聚合硫酸铝和聚合氯化铝等铝盐,将其参加含氟废水中可以有效去除其中的氟化物,该办法具有良好的除氟效果,需求投入的药剂量比拟少,本钱比拟低,处置过的废水氟化物浓度低于10mg/L。
铁盐混凝沉淀法主要应用硫酸亚铁、聚合硫酸铁和氯化铁等药剂。特别是聚合硫酸铁,具有很好的除氟效果,相关实验标明,其能够去除废水中96%以上的氟离子,并且对其实施改性处置还可以进一步提升其除氟效率,缩短反响时间。另外,铁盐混凝剂通常是和Ca(OH)2一同应用的,这样可以有效提升除氟效率,但是处置过的水需求调理pH,使其到达中性后才可排放,因而工艺相对复杂。
1.2.2 有机混凝剂
聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性的高分子聚合物,其具有十分好的絮凝性,用于水处置的PAM主要有3品种型,分别是非离子、阴离子和阳离子,依据废水的pH不同来选择恰当的PAM药剂类型。PAM并不可以直接除氟,但是其可以起到吸附架桥的作用,加速絮凝体的构成,从而提升沉降的效果和速度,在实践应用中参加很少的PAM就能够到达效果,因而不会形成二次污染。除了PAM外,壳聚糖和丙烯酰胺改性壳聚糖、木质素等也有十分好的除氟效果
2、吸附法
吸附法是应用多孔性的固体吸附剂,以分子引力或者化学键力将氟离子吸附到其外表,然后经过参加恰当溶剂、加热等方式实施解吸,从而完成别离和富集。吸附剂主要包括人工合成和自然吸附剂两类。
2.1 人工合成吸附剂
人工合成吸附剂主要包括活性氧化铝、活性氧化镁、离子交流树脂和活性炭等几种。
2.1.1 活性氧化铝
这是一种白色的颗粒状多孔吸附剂,具有比外表积大的特性,应用其实施废水除氟具有价钱比拟低廉、效果好以及操作简单等优点。由于氧化铝是两性物质,其等电点约为9.5,因而在水的pH小于9.5时起可以吸附阴离子,假如水的pH大于9.5,其则会吸附阳离子,因而其在酸性溶液中会吸附阴离子,对氟离子有着较强的选择性。
2.1.2 活性氧化镁
活性氧化镁能够经过煅烧Mg(CO53)(OH)42·4H2O来制备,在pH=5~8的条件下具有良好的除氟效果。活性氧化镁的吸附容量能够到达14mg/g,经过解吸处置后,其容量也可以到达6mg/g左右。另外,应用氧化镁和壳聚糖,经过混合灼烧后可以制备出氧化镁/壳聚糖这种复合资料,这样可以极大地提升吸附容量,除氟效果和本钱也低于单纯的活性氧化镁法,但是缺陷在于处置周期比拟长,再生也更为艰难。
2.1.3 活性炭
活性炭是以炭为原料,经过高温炭化和活化制备而成的,其具有大量的微孔,比外表积大。对活性炭实施改性,能够提升其除氟才能,例如,经过0.5mol/L的AlCl3对活性炭实施改性后,其能够到达96%的除氟效率,可以将水中的氟离子含量降低到国度饮用水规范以下。此外,载镧改性活性炭也可以显著提升活性炭的除氟才能,在pH=4~7的条件下,可以取得比拟好的除氟效果,在pH为4时具有最高的除氟效率,可以到达96.6%。活性炭除氟具有吸附时间短、本钱低、效率高、再生容易以及不影响水质等优点,缺陷在于受pH的影响比拟大。
2.1.4 离子交流树脂
离子交流树脂是一种带有离子交流活性官能团,具有网状构造的不溶性高分子化合物,经过对其实施改性,使其负载金属离子,可以提升树脂的吸附才能。例如,经过硫酸铝溶液来对强酸性阳离子交流树脂实施改性,可以使其具有良好的除氟效果,处置后的水可以到达国度饮用水的卫生规范。另外,Fe(Ⅲ)树脂也是一种具有良好吸氟才能的吸附剂,在常温条件下,其静态饱和吸附量约为原沸石的86倍。除了Al3+、Fe3+之外,LA3+、Zr4+等离子也可以对树脂实施改性,提升其处置氟的才能。总的来说,应用离子交流树脂除氟具有处置才能大、可再生才能强、吸附容量大以及经济性好等优点,但是缺陷在于,离子交流树脂需求的贮存条件比拟严厉,一次性投入较大。
2.2 自然吸附剂的改性
2.2.1 改性沸石
沸石其实是沸石族矿物的总称,其实质是一种含水的碱金属或者碱土金属的铝硅酸矿物。对沸石实施改性,可以有效提升其吸附容量,当前沸石改性的主要办法是让沸石中原有的Ca2+和Na+等离子和Al3+、La3+实施离子交流。应用改性沸石来实施含氟废水的处置,不只具有本钱低和可再生等优点,还可以降低原水的总硬度和色度,缺陷在于其吸附效果普通。
2.2.2 改性膨润土
膨润土是一种含有硅酸盐构造的物质,蒙脱石是其最为主要的成分,蒙脱石的构造是一种八面体构成的层状构造,这使其具有良好的收缩性、吸附性和离子交流性。应用这些性质,人们可以将一些金属阳离子引入蒙脱石构造中对其实施改性,使膨润土的间层或外表构成多孔资料。相关研讨标明,改性膨润土具有良好的除氟性能,而且价钱比拟低,资料来源普遍,缺陷在于其吸附效果普通。
2.2.3 改性硅藻土
硅藻土最主要的成分是无定型SiO2,此外还有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5等,另外包含有机质等杂质。硅藻土通常以蛋白石的成分存在,还有一些细砂和黏土之类的堆积物。硅藻土的特性在于,其具有微孔构造,孔隙率高,有较大的比拟面积和吸附才能。对硅藻土实施改性,可以进一步增加其比外表积,降低堆积密度,使碱金属或碱土金属分离到硅藻土的外表上,可以更高效地吸附氟离子,提升氟的去除率。改性硅藻土是一种良好的废水除氟净化剂,其在处置污水时效果十分稳定,二次污染比拟有限,具有良好的回收再应用才能,并且价钱较低,这使其在实践的废水除氟中有着比拟多的应用。
3、结论
目前,沉淀法和吸附法是最主要的含氟废水处置办法。其中,沉淀法又能够分为化学沉淀法和混凝沉淀法,化学沉淀法被普遍应用于工业废水处置上,具有办法简单、本钱低、效果好的优点;而混凝沉淀规律主要应用于低浓度含氟废水的处置中,具有所需参加的药剂量少、处置量大的优点,经过一次处置后就能够到达排放规范。因而,通常先用化学沉淀法降低高氟废水中氟的浓度,然后经过混凝沉淀法再次处置,使其到达排放规范。而吸附法适用于进水量较小、低浓度的含氟废水的深度处置。