氟是人体内重要的微量元素，是牙齿及骨骼不可短少的成分。但过量摄入会引发氟骨症和氟斑牙等中毒病症。我国有将近1 亿人生活在高氟水地域，目前在我国氟受害者多达几千万人，除个别地域是由于自然要素外，大量的高氟工业废水的排放是主要要素之一。

我国现行的《污水综合排放规范》（GB8978-1996）规则排放水中F-的质量浓度不超越10mg·L-1，而普通条件下氟化钙的溶解度为8.9mg·L-1，因而，处置含氟工业废水的难度较大，很难稳定地控制出水中F-的质量浓度小于10mg·L-1。

含氟废水的处置办法有多种，国内外常用的办法大致分为两类，即沉淀法和吸附法。目前，关于高浓度含氟工业废水，普通采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰乳，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。但该办法处置后出水难达标、泥渣沉降迟缓且脱水艰难。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水。关于高浓度的含氟废水，为保证出水质量，常常需停止两步处置，先用石灰停止沉淀，使氟含量降低到20～30mg·L-1，继而用吸附剂处置使氟含量降到10mg·L-1 以下。

文章分离化学沉淀和絮凝沉淀，在钙盐沉淀的根底上，从配合不同铝盐混凝沉淀以及碱的品种等多种要素上思索，对福建某化工厂含氟废水停止小试实验，发现采用NaOH 调理废水pH，以CaCl2作为沉淀反响剂并辅助PAC 的混凝沉淀作用，出水氟离子浓度小于4mg·L-1，到达排放规范，效果稳定。

1 实验局部

1.1 试剂与仪器

JJ-4 六联电动搅拌器，PHS-25 型pH 计(上海雷磁厂)，PXS-270 型离子活度计(上海雷磁厂)，E-201-C 型pH 电极，PF-1 型氟电极， 217 型双盐桥甘汞电极。

Ca (OH)2配制成10%乳液，CaCl2、PAC、Al2 (SO4)3配制成10%溶液。NaF(剖析纯)105℃～l10℃烘干2 小时后枯燥器中保管，配制成所需的不同浓度的含氟水溶液，用于标定氟离子电极。实验所用废水为福建某化工厂含氟工业废水，该化工厂是集萤石开采、加工、氟化物消费销售为一体的氟化工公司，主要产品有氟化氢、氟化氢铵、氟化铵等氟化盐。

1.2 实验办法

取一定量的含氟废水，氟离子浓度为975～1094mg·L-1，pH 值2.95～3.23，采用下述办法停止实验：

用Ca(OH)2调理pH 值到中性或碱性，反响1h，投加PAC 或Al2(SO4)3等混凝剂反响10min，沉淀2h 后测定上清液氟离子浓度。

用NaOH 调理pH 值到中性或碱性，参加CaCl2反响1h，投加PAC作为混凝剂反响10min，沉淀2h 后测定上清液氟离子浓度。

2 结果及讨论

2.1 钙离子浓度对氟离子去除的影响

石灰沉淀法处置工艺运转本钱低，是目前运用最多的处置办法。经过投加Ca(OH)2调理废水pH 值，同时钙离子与氟离子构成CaF2沉淀，反响1h 后，投加PAC 作为混凝剂，投加浓度为400mg·L-1，反响10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下表所示：

氟离子与钙离子之间的静电引力强，晶格能高，氟化钙的溶解度小。其溶度积为Ksp=4×10-11(25℃)。

2F-+Ca2+一CaF2↓

从反响方程式来看钙离子浓度越大，溶液中的氟离子浓度越小。实验结果与理论剖析相分歧，随着钙离子浓度的增加，废水中的氟离子浓度降落。但投加石灰乳时，即便其用量使废水pH 到达12，也只能使废水中氟离子浓度降落到15mg/L 左右，且水中悬浮物含量很高。

2.2 不同混凝剂对氟离子浓度的影响

单独采用Ca(OH)2作为化学沉淀剂时，生成的CaF2颗粒细小，难于沉淀，思索投加混凝沉淀剂辅佐CaF2的沉淀。氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后，应用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3（am）矾花对氟离子的配体交流、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。本实验中先在废水中投加Ca(OH)2作为化学沉淀剂，反响1h 后，投加PAC 和Al2(SO4)3作为混凝剂，投加浓度为400mg·L-1，反响10min 后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下：

由表2 可见，Al2(SO4)3作为混凝剂，即便在Ca2+投加量较少的条件下，对氟离子的去除效果也优于PAC。有研讨标明，在PAC 对氟离子的絮凝沉淀过程中，离子吸附是一项重要的作用方式，当水中SO42-，Cl-等阴离子的浓度较高时，由于存在竞争，会使絮凝过程中构成的Al(OH)3(am) 矾花对氟离子的吸附容量显著减少[3]。此外， F-能与Al3+等构成从AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6 种络合物，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会构成铝氟络合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夹杂在新构成的Al(OH)3(am)絮体中沉降下来。

在此根底上，调查了Al2(SO4)3投加浓度对氟离子去除效果的影响，实验结果如图1 所示。

本实验中，增大Al2(SO4)3的投加量，出水中氟离子浓度降低。当Al2(SO4)3投加浓度到达400mg·L-1 时，出水氟离子浓度到达11.4mg·L-1，高于表2 中相对应数据。铝盐絮凝沉淀法氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作要素及水中SO42-，Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定。

2.3 以NaOH 调理pH 值CaCl2作为化学沉淀剂对氟离子的影响

废水运用25%NaOH 调理pH 值至中性或碱性，参加CaCl2 （2240mg·L-1）反响1 小时后，投加PAC 作为混凝剂，投加浓度为400mg·L-1，反响10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如表3 所示：

以CaCl2作为化学沉淀剂，出水中氟离子浓度小于4mg·L-1，远小于排放规范中请求的10mg·L-1，也小于氟化钙的溶解度8.9mg·L-1，且效果稳定。这是由于当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性的钙盐时，由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度，使出水中氟离子浓度大大降低。

3 小结及结论

经过对福建某化工厂含氟废水的小试实验，得出以下结论：

3.1 随着钙离子浓度的增加，废水中的氟离子浓度降落。

3.2 以Ca(OH)2作为化学沉淀剂时，投加Al2(SO4)3作为混凝剂比投加PAC 作为混凝剂对氟离子的去除效果更好。随着Al2(SO4)3投加量的增大，氟离子去除效率增高。但是铝盐对废水中氟离子的去除作用不稳定。

3.3 用NaOH 调理废水pH 值，以CaCl2作为沉淀反响剂并辅助PAC 的混凝沉淀作用，出水氟离子浓度小于4mg·L-1，到达排放规范，效果稳定。

在工程理论中，Ca(OH)2难溶于水，多以乳化液方式投加。由于出水氟离子浓度随着钙离子浓度增大而降低，以Ca(OH)2作为钙盐，要保证出水效果，请求Ca(OH)2投加量大，由于消费的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的外表，使之不能被充沛应用，因此用量进一步增大，出水pH 值要回调。此外，Ca(OH)2乳化液投加过程中，溶药过程操作难度大，管道容易梗塞，维修频繁。采用NaOH 调理废水pH 值，以CaCl2作为钙盐，其溶解度大，溶解投加均便当，操作便当，设备投资小，耗电少。同时，CaCl2产生的同离子效应有效降低出水氟离子浓度，稳定出水效果。

有污水需求处置的单位，如需理解更多高新技术工艺或完好污水处置计划，能够经过污水宝免费发布污水处置计划海选公告；全国几千家具备资质的环保单位经过海选公告内容理解到您的污水水质成分及处置请求后，具备同类污水处置胜利案例和高新技术的环保单位将报名参与海选。资深工程师团队将根据报名单位的胜利案例、计划报价、区域间隔、注册资金、专利技术、用户评价等从中评审出得分最高的前三家单位，海选胜出单位设计多种不同工艺计划供您参考，让您花最少的钱将污水处置达标。

本文章出自：www.zhongqinghuanbao.com