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钙盐沉淀-混凝沉淀法处理酸性含氟工业废水

北极星环保网来源:《科技创新与应用》作者:郑文钗2017/5/31 11:03:25我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:含氟废水 化工废水 工业废水

北极星环保网讯:摘要:通过对某化工厂排放的酸性高浓度含氟废水进行多种方法处理的试验,最终确定采用NaOH中和、氯化钙化学沉淀,PAC二级絮凝沉淀进行处理,出水中的氟浓度可以小于4mg•L-1可以达到国家规定的一级排放标准。

关键词:氟,化工废水,钙盐沉淀,混凝沉淀

我国现行的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定排放水中F-的质量浓度不超过10mg•L-1,而一般条件下氟化钙的溶解度为8.9mg•L-1,因此,处理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。

含氟废水的处理方法有多种,国内外常用的方法大致分为两类,即沉淀法和吸附法。目前,对于高浓度含氟工业废水,一般采用钙盐沉淀法,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。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水。对于高浓度的含氟废水,为保证出水质量,往往需进行两步处理,先用石灰进行沉淀,使氟含量降低到20~30mg•L-1,继而用吸附剂处理使氟含量降到10mg•L-1以下。

文章结合化学沉淀和絮凝沉淀,在钙盐沉淀的基础上,从配合不同铝盐混凝沉淀以及碱的种类等多种因素上考虑,对福建某化工厂含氟废水进行小试实验,发现采用NaOH调节废水pH,以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC的混凝沉淀作用,出水氟离子浓度小于4mg•L-1,达到排放标准,效果稳定。

1试验部分

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(分析纯)105℃~l10℃烘干2小时后干燥器中保存,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。试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、氟化物生产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试验方法

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,采用下述方法进行试验:

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

用NaOH调节pH值到中性或碱性,加入CaCl2反应1h,投加PAC作为混凝剂反应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

石灰沉淀法处理工艺运行成本低,是目前使用最多的处理方法。通过投加Ca(OH)2调节废水pH值,同时钙离子与氟离子形成CaF2沉淀,反应1h后,投加PAC作为混凝剂,投加浓度为400mg•L-1,反应10min后沉淀2h,测定上清液氟离子浓度,实验结果如下表所示:

含氟废水

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↓

从反应方程式来看钙离子浓度越大,溶液中的氟离子浓度越小。试验结果与理论分析相一致,随着钙离子浓度的增加,废水中的氟离子浓度下降。但投加石灰乳时,即使其用量使废水pH达到12,也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L左右,且水中悬浮物含量很高。

延伸阅读:

低放射性含氟废水处理工艺研究

【电厂】燃煤发电厂含氟废水处理的研究

如何解决化工废水的零排放和低能耗?

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