文档介绍：高浓度含氟废水的处理
简介: 本文对山西运城某铝加工工厂高浓度含氟废水进行处理研究,此种废水平均含氟浓度500mg/L、pH=-,投加消石灰、氯化钙处理此种废水效果较好,并据此提出了该厂污水处理的工艺设计。
关键字:含氟废水处理
氟是一种微量元素,~,,严重的会引起氟斑牙和氟骨病。,从而造成地方性氟中毒[1],某些高浓度含氟工业废水的排放,更对人们身体健康造成很大威胁,所以必须对含氟工业废水加以处理。
1973年颁布的《工业三废排放试行标准》(GBJ4-73)中规定,氟的无机化合物排放标准为10mg/L(以F-计)。1988年颁布的《污水综合排放标准》(GB8789-88)中规定,新扩改企业对外排放含氟废水,氟化物不得超过10mg/L(向二级污水处理厂排放除外)。此废水带出物是以氟化钙计,那么1988年的标准比1973年的标准严格了一倍以上。
山西运城某铝厂在其酸处理和钝化两个工艺阶段产生高浓度含氟废水,最高氟离子浓度达300mg/L。本文基于钙离子与氟离子结合生成难溶于水氟化钙,利用同离子效应理论[2],得出了最佳方案。并以此方案为基础进行了该厂污水处理的工艺设计。

1. 1消石灰
石灰来源广泛,价格便宜。作为主要的絮凝剂,在除氟过程中主要起沉淀和调节pH值的作用。含氟废水主要含有氟化氢和氟化钙盐。氟化氢(HF)是一种腐蚀性很强的酸。传统的处理方法是采用消石灰(Ca(OH)2)进行中和反应,生成难溶的氟化钙(CaF2),以固液分离手段从废水中去除。反应式为:
2F- + Ca2+ CaF2↓(1)
在25OC时,,其中F-。暂不考虑处理后出水带出的CaF2固形物,处理后出水中溶解性CaF2仅能达到现以作废的1973年国家废水排放标准,无法达到现行的1988年国家废水排放标准。因为1988年的标准要比CaF2的饱和溶解度低的多。这也就是说简单地用Ca(OH)2去中和含氟废水,结果无法达到现行国家废水排放标准。
可以看出,无法达到国家排放标准的根本问题是CaF2在一般温度下饱和溶解度过高。以改变温度的方法改变CaF2的饱和溶解度,能量消耗太高,在工程中几乎无法实现,更换中和剂,价格昂贵,来源困难,也不可行。所以,在工程中比较实际的方法是,仍以Ca(OH)2作为中和剂,应用同离子效应理论,控制处理后出水中CaF2的饱和溶解度,使出水水质符合国家有关排放标准。
1. 2氯化钙
同离子效应理论认为,在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有同离子的另一种电解质时,原有的电解质溶解度降低。含氟废水中加入Ca(OH)2,可以生成CaF2。随着反应的进行,CaF2的浓度不断升高。当CaF2的浓度超过了饱和溶解度时,就会有固体CaF2析出。溶液能否有固体析出,是根据溶度积规则判断。就CaF2而言,它的溶度积规则形式为:
Sp = [Ca2+] [2F-]2 (2)
式中:Sp ------ 溶度积常数。
[Ca2+] ------ 溶