許多工業(yè)過程都會產(chǎn)生含氟廢水，如傳統(tǒng)工業(yè)中有色金屬和稀有金屬的冶煉、不銹鋼酸洗、農(nóng)藥、鋁電解精煉等。、以及現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)、原子能工業(yè)等中的有機化學(xué)合成。氟是人體必需的微量元素之一。適量的氟對人體健康有益。人體內(nèi)的氟過少或過多都會對健康造成危害。成人每天的氟需要量為1.0 ~ 1.5毫克，人們?nèi)粘ｏ嬘盟械姆坎粦?yīng)超過0.6毫克/升，如果飲用水中的氟含量超過1.5毫克/升，則為高氟水，人們長期飲用高氟水會對身體造成很大的傷害，導(dǎo)致氟斑牙、氟中毒等疾病。除此之外，長期飲用高氟水也可能引起一些腫瘤。高氟水主要是工業(yè)生產(chǎn)中非法排放含氟廢水造成的。因此，妥善處理工業(yè)廢水中的氟對保護環(huán)境和保障人類健康具有重要意義。根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準》，一級標(biāo)準要求氟化物排放濃度小于10mg/L，我國高濃度含氟廢水無序排放的問題尚未徹底解決。很多企業(yè)沒有配備相應(yīng)的設(shè)備對含氟廢水進行無害化處理，導(dǎo)致排放的廢水中氟濃度很高，對環(huán)境和人體健康造成很大威脅?；诖耍疚奶接懥撕鷱U水的處理方法。從目前含氟廢水的處理方法來看，沉淀法和吸附法應(yīng)用最為廣泛。本文主要對其進行探討。

1.沉積法

1.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法處理含氟廢水的原理是通過加入一些能與廢水中氟離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶水的沉淀物質(zhì)，將氟從水中分離出來?；瘜W(xué)沉淀法中常用的沉淀劑包括石灰、電石渣和氯化鈣。

石灰沉淀法

石灰沉淀法是處理高濃度含氟廢水的重要方法。石灰石溶解后產(chǎn)生的鈣離子可與水中的氟離子反應(yīng)生成不溶性氟化鈣，從而去除水中的氟化物。在實際應(yīng)用中，由于反應(yīng)生成的氟化鈣會阻礙一步反應(yīng)，所以需要多加石灰。在pH 6.5 ~ 7.0的條件下，沉淀反應(yīng)時間約為1小時，投加量為理論值的2.5倍以上，為最佳脫氟條件。

1.1.2電石渣沉淀法

電石法生產(chǎn)聚乙烯時，會產(chǎn)生廢渣。這些廢渣是電石和水反應(yīng)產(chǎn)生的，不僅便宜，而且容易得到。正是由于這一特點，電石渣沉淀法被廣泛應(yīng)用于實際含氟水處理中。電石渣的主要成分是Ca(OH)2，所以除氟原理與石灰沉淀法相似，但效果更好，用量更少，沉淀物更容易脫水沉淀。

氯化鈣法

氯化鈣法的原理與石灰沉淀法相似，但氯化鈣溶解度高，可以作為溶液加入廢水中，能與水中的氟離子充分反應(yīng)。它具有固體渣少、加藥粉塵少、操作簡便的優(yōu)點。其缺點是價格比氫氧化鈣貴，處理高濃度含氟廢水時成本更高。另外，由于含氟廢水大多呈酸性，用氯化鈣處理后，需要用堿中和，增加了廢水處理的成本。

1.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是在含氟廢水中加入能與氟化物發(fā)生凝聚或沉淀的物質(zhì)，使廢水中的氟化物生成大量膠體和不溶物，然后通過沉淀和泥水分離的方法去除水中的氟化物。與化學(xué)沉淀法相比，混凝沉淀法不僅需要更少的試劑，而且處理量更大。一次處理后，氟化物濃度可低于10 mg/L，但缺點是處理高濃度含氟廢水時，由于需要投加大量混凝劑，成本相對較高。因此，化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法通常一起使用。先用化學(xué)沉淀法降低廢水中氟的濃度，再加入混凝劑進行沉淀吸附，使廢水達到排放標(biāo)準。

無機混凝劑

無機混凝劑主要有鋁鹽和鐵鹽，這兩種鹽水水解產(chǎn)生的氫氧化鋁可以起到吸附氟離子的作用。此外，更多的Al3+和Fe3+可以與氟離子絡(luò)合，從而去除氟離子。

鋁鹽混凝沉淀法主要使用硫酸鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁等鋁鹽，能有效去除含氟廢水中的氟化物。該方法除氟效果好，所需化學(xué)藥品量少，成本相對較低，處理后的廢水含氟濃度小于10mg/L

鹽混凝沉淀法主要使用硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵和氯化鐵。特別是聚合硫酸鐵具有良好的除氟效果。相關(guān)實驗表明，它可以去除廢水中96%以上的氟離子，對其進行改性可以進一步提高其脫氟效率，縮短反應(yīng)時間。此外，鐵鹽混凝劑通常與Ca(OH)2配合使用，可有效提高除氟效率。但處理后的水要調(diào)節(jié)pH至中性后才能排放，所以工藝相對復(fù)雜。

有機混凝劑

聚丙烯酰胺(PAM)是一種水溶性聚合物，具有優(yōu)良的絮凝性能。水處理中使用的PAM主要有三種類型，即非離子型、陰離子型和陽離子型。應(yīng)根據(jù)廢水的不同pH值選擇合適的PAM試劑類型。PAM不能直接除氟，但可以起到吸附橋的作用，加速絮體的形成，從而提高沉降的效果和速度。在實際應(yīng)用中，加入少量的PAM就能達到效果，所以不會造成二次污染。除PAM外，殼聚糖和丙烯酰胺改性的殼聚糖和木質(zhì)素也有很好的除氟效果。

2.吸附法

吸附法是利用多孔固體吸附劑通過分子引力或化學(xué)鍵力將氟離子吸附到其表面，然后加入適當(dāng)?shù)娜軇┎⒓訜峤馕?，從而實現(xiàn)分離富集。吸附劑主要包括合成吸附劑和天然吸附劑。

2.1合成吸附劑

合成吸附劑主要有活性氧化鋁、活性氧化鎂、離子交換樹脂和活性炭。

活性氧化鋁

這種白色顆粒狀多孔吸附劑具有比表面積大的特點，并且具有價格低、效果好、操作簡單等優(yōu)點。由于氧化鋁是兩性物質(zhì)，等電點約為9.5，在水的pH值小于9.5時能吸附陰離子，在水的pH值大于9.5時能吸附陽離子，所以在酸性溶液中能吸附陰離子，對氟離子有很強的選擇性。

2.1.2活性氧化鎂

煅燒Mg(Co53)(OH)42·4H2O可制得活性氧化鎂，在pH = 5～8時具有良好的除氟效果?；钚匝趸V的吸附容量可達14mg/g，解吸處理后其容量也可達6mg/g左右。此外，氧化鎂和殼聚糖混合燃燒可制備氧化鎂/殼聚糖復(fù)合材料，可大大提高吸附容量，脫氟效果和成本低于純活性氧化鎂法，但缺點是處理周期較長，再生難度較大。

活性炭

活性炭是以碳為原料，經(jīng)過高溫炭化和活化而制成的。它有大量的微孔和大的比表面積?；钚蕴康母男钥梢蕴岣咂涑芰?。如活性炭經(jīng)0.5mol/L AlCl3改性后，除氟效率可達96%，水中氟離子含量可降至國家飲用水標(biāo)準以下。此外，負載鑭的改性活性炭也能顯著提高活性炭的脫氟能力。在pH = 4 ~ 7的條件下，可獲得較好的除氟效果，在pH = 4時最高除氟效率可達96.6%?；钚蕴砍哂形綍r間短、成本低、效率高、易再生、不影響水質(zhì)等優(yōu)點。缺點是受pH影響較大。

離子交換樹脂

離子交換樹脂是一種不溶性高分子化合物，具有離子交換活性官能團和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過改性使其負載金屬離子，可以提高樹脂的吸附能力。如用硫酸鋁溶液對強酸性陽離子交換樹脂進行改性，可使其具有良好的除氟效果，處理后的水可達到國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準。此外，F(xiàn)e (ⅲ)樹脂也是一種具有良好氟吸附能力的吸附劑，室溫下靜態(tài)飽和吸附量約為原沸石的86倍。除了Al3+和Fe3+之外，LA3+和Zr4+等離子體也可以對樹脂進行改性，提高其處理氟的能力。一般來說，應(yīng)用離子交換樹脂除氟的優(yōu)點是處理量大，再生能力強，吸附量大，經(jīng)濟性好，但缺點是離子交換樹脂要求的儲存條件嚴格，一次性投資大。

2.2天然吸附劑的改性

改性沸石

其實沸石是沸石礦物的總稱，其本質(zhì)是一種含有堿金屬或堿土金屬的水的鋁硅酸鹽礦物。沸石的改性可以有效提高其吸附能力。目前沸石改性的主要方法是使沸石中原有的Ca2+和Na+等離子體與Al3+和La3+進行離子交換。用改性沸石處理含氟廢水不僅具有成本低、可再生的優(yōu)點，而且可以降低原水的總硬度和色度。缺點是吸附效果一般。

改性膨潤土

膨潤土是一種具有硅酸鹽結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，蒙脫石是其主要成分。蒙脫石的結(jié)構(gòu)是由八面體組成的層狀結(jié)構(gòu)，使其具有良好的膨脹性、吸附性和離子交換性。利用這些性質(zhì)，人們可以在蒙脫石結(jié)構(gòu)中引入一些金屬陽離子對其進行改性，使膨潤土的層間或表面形成多孔材料。相關(guān)研究表明，改性膨潤土除氟性能好、價格低、原料來源廣，但缺點是吸附效果一般。

改性硅藻土

硅藻土的主要成分是無定形二氧化硅，此外還有少量的三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、K2O、Na2O、P2O5等雜質(zhì)。硅藻土通常以蛋白石的形式存在，也有一些細沙、粘土等沉積物。硅藻土的特點是具有微孔結(jié)構(gòu)、高孔隙率、大的比表面積和吸附能力。對硅藻土進行改性，可以進一步增加其比表面積，降低堆積密度，使堿金屬或堿土金屬鍵合到硅藻土表面，可以更高效地吸附氟離子，提高氟的去除率。改性硅藻土是一種很好的廢水除氟凈化劑，在廢水處理中效果非常穩(wěn)定，二次污染有限，可回收性好，價格低廉，在實際廢水除氟中得到廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)論

目前，沉淀法和吸附法是處理含氟廢水最主要的方法。其中，沉淀法可分為化學(xué)沉淀法和混凝沉淀法。化學(xué)沉淀法在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用廣泛，具有方法簡單、成本低、效果好等優(yōu)點。而混凝沉淀法則主要應(yīng)用于低濃度含氟廢水的處理，具有投藥量少、處理量大的優(yōu)點，一次處理即可達標(biāo)排放。因此，通常采用化學(xué)沉淀法降低高氟廢水中的氟濃度，然后再用混凝沉淀法進行處理，使其達到排放標(biāo)準。該吸附法適用于進水量小、濃度低的含氟廢水的深度處理。(來源:合肥新藝光電科技有限公司)

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