含氟废水处理方案（共6篇）
篇1：含氟废水处理方案
综述了近年来国内外含氟水化学沉淀、絮凝沉淀、吸附三种处理工艺的研究进展，并对其除氟机理进行了讨论。认为三种处理工艺各有其特点及应用场合；在处理含氟水过程中，三种处理机理可能同时发生。
氟是人体必需的微量元素之一，饮用水适宜的氟质量浓度为0.5～1 mg／L。当饮用水中氟含量不足时，易患龋齿病；但若长期饮用氟质量浓度高于1 mg/L的水，则会引起氟斑牙病［１］；长期饮用氟质量浓度为3～6 mg/L的水会引起氟骨病［2］。我国含氟地下水分布广泛，尤其是在西北干旱地区，约有7000万人饮用含氟量超标的水，导致不同程度的氟中毒。工业上，含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，造成环境污染。
对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理没施，所排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，严重污染着人类赖以生存的环境。按照国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于10 mg/L；对于饮用水，氟离子浓度要求在1 mg／L以下［3］。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。除这两类工艺外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法［4］、活性炭除氟法、超滤除氟法、电渗析［5］，至今很少推广应用于除氟工艺，主要是因为成本高、除氟率低。本文对近年来国内外含氟水化学沉淀、絮凝沉淀、吸附三种处理工艺的研究现状及工程应用进行综述。
化学沉淀法
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，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。
氟化钙在18 ℃时于水中的溶解度为16.3 mg/L，按氟离子计为7.9 mg／L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20 mg/L时形成沉淀物的速度会减慢。当水中含有一定数量的盐类，如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时，将会增大氟化钙的溶解度。因此用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20～30 mg／L［6］。石灰的价格便宜，但溶解度低，只能以乳状液投加，由于生产的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。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15 mg/L左右，且水中悬浮物含量很高［7］。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。含氟废水中加入石灰与氯化钙的混合物，经中和澄清和过滤后，pH为7～8时，废水中的总氟含量可降到10 mg／L左右。为使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在废水中单独或并用添加常用的无机盐混凝剂(如三氯化铁)或高分子混凝剂(如聚丙烯酰胺)。为不破坏这种已形成的絮凝物，搅拌操作宜缓慢进行，生成的沉淀物可用静止分离法进行固液分离。在任何pH下［8］，氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减小。在钙离子过剩量小于40 mg／L时，氟离子浓度随钙离子浓度的增大而迅速降低，而钙离子浓度大于100 mg／L时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此，在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果，而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。
由于氟化物不是废水中唯一要被除去的污染物，因此要根据实际情况选择合适的处理方法。例如含氟废水中溶有碳酸钠、重碳酸钠时，直接投加石灰或氯化钙，除氟效果会降低。这是因为废水中存在着一定量的强电解质，产生盐效应，增加了氟化钙的溶解度，降低除氟效果。其有效的处理方法是先用无机酸将废水pH调到6～8之间，再与氯化钙等反应就可有效地除去氟离子。若废水中含有磷酸根离子，则先用石灰处理至pH大于7，再将沉淀物分离出来。对于成分复杂的含氟废水，可用加酸反调pH法［9］，即首先在废水中加入过量的石灰，使pH＝11，当钙离子不足时补加氯化钙，搅拌20 min，然后加盐酸使废水pH反调到 7.5～8，搅拌20 min，加入絮凝剂，搅拌后放置30 min，然后底部排泥，上清液排放。
近年来有些研究者提出在投加钙盐的基础上联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐等工艺，处理效果比单纯加钙盐效果好。如阎秀芝［10］提出氯化钙与磷酸盐除氟法，其工艺过程是：先在废水中加入氯化钙，调pH至9.8～11.8，反应0.5 h，然后加入磷酸盐，再调pH为6.3～7.3，反应4～5 h，最后静止澄清4～5 h，出水氟质量浓度为5 mg/L左右。钙盐、磷酸盐、氟三者的摩尔比大约为(15～20)∶2∶1。文献中［11］报道了一种用氯化钙和三氯化铝联合处理含氟水的方法，其工艺过程是：先在废水中投加氯化钙，搅溶后再加入三氯化铝，混合均匀，然后用氢氧化钠调pH至7～8。沉降15 min后砂滤，出水氟离子浓度为4 mg/L。氯化钙、三氯化铝和氟的摩尔比为(0.8～1)∶(2～2.5)∶1。钙盐联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐后，除氟效果增加［12］，残氟浓度降低，主要是因为形成了新的更难溶的含氟化合物，剩余污泥和运行费用仅为原来的1/10。如钙盐与磷酸盐合用时，会生成Ca5(PO4)3F沉淀［10］；氯化钙与三氯化铝合用时形成有钙、铝、氟组成的络合物沉淀，其具体组成和结构尚待进一步研究［12］。
絮凝沉淀法
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，利用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换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。与钙盐沉淀法相比，铝盐絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子都具有较好的混凝去除效果。使用铝盐时，混凝最佳pH为6.4～7.2［23～14］，但投加量大，根据不同情况每 m3水需投加150～1000 g，这会使出水中含有一定量的对人体健康有害的溶解铝。使用聚铝后，投加量可减少一半左右，絮凝沉淀的pH范围扩大到5～8。聚铝的除氟效果与聚铝本身的性质有关，碱化度为75%的聚铝除氟最佳，投加量以水中F与 Al的摩尔比为0.7左右时最佳［15］。铝盐絮凝沉淀法也存在着明显的缺点，即使用范围小，若含氟量大，混凝剂使用量多，处理费用较大，产生污泥量多；氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-，Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定，这与目前对混凝除氟机理认识还很不够有关，研究絮凝除氟机理具有明显的现实意义。
铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂，主要有吸附、离子交换、络合沉降三种作用机理。
(1)吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附，最直接的证据是AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子，正电荷被部分中和，相同pH条件下ζ电位要比其本身絮体要低。另一证据是当水中SO42-，Cl-等阴离子的浓度较高时，由于存在竞争，会使絮凝过程中形成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的吸附容量显著减少。
铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性的Al(OH)3(am)絮体，对氟离子产生氢键吸附。氟离子半径小，电负性强，这一吸附方式很容易发生，这已在铝盐除氟絮体红外光谱中得到证实［16］。不管是化学吸附还是物理上的静电吸附，只要是离子吸附方式，就会使铝盐水解阳离子所带的正电荷降低，从而使絮体的ζ电位值下降。AC和 PAC含氟絮体的ζ电位都比本身絮体的ζ电位低，说明铝盐除氟过程中离子吸附是一重要的作用方式。
XPS试验表明［17］，絮体Al(OH)3(am)对NaF和HF的吸附为分子吸附。这两种吸附的具体方式尚有待于进一步研究，最有可能的是氟离子先以氢键或静电作用方式吸附到絮体上，然后钠离子和氢离子作为电荷平衡离子吸附到上面而构成分子吸附。
(2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近，铝盐絮凝除氟过程中，投加到水中的 Al13O4(OH)147+等聚羟阳离子及其水解后形成的无定性Al(OH)3(am)沉淀，其中的OH-与F-发生交换，这一交换过程是在等电荷条件下进行的，交换后絮体所带电荷不变，絮体的ζ电位也不会因此升高或降低，但这一过程中释放出的OH-，会使体系的pH升高，说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式［18］。
(3)络合沉淀。F-能与Al3+等形成从AlF2+，AlF2+，AlF3到 AlF63-共6种络合物，溶液化学平衡的计算表明，在F-浓度为1×10-4～1×10-2 mol/L的铝盐混凝除氟体系中，pH为5～6的情况下，主要以AlF2+，AlF3，AlF4-和AlF52-等形态存在，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成铝氟络合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夹杂在新形成的 Al(OH)3(am)絮体中沉降下来，絮体的IR和XPS谱图最终观察到的铝氟络离子AlFx(3-x)+一部分是络合沉降作用的结果，另一部分则可能是离子交换的产物［19］。
吸附方式
用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、斜发沸石、活性氧化镁，近年来还报道了氟吸附容量较高的羟基磷灰石、氧化锆等。利用这些吸附剂可将氟浓度为10 mg/L的废水处理到1 mg/L以下，达到饮用水的标准。这些吸附剂的基本情况总结于表1。表1列出的为原水氟质量浓度为10 mg/L左右和最佳运行条件下的常用氟吸附剂吸附容量变化范围。
表1 常用氟吸附剂的吸附容量变化范围 吸附剂种类 吸附容量(mg/g)最佳吸附pH 斜发沸石［20］ 0.06～0.3 7.3～7.9 活性氧化铝［21～22］ 0.8～2.0 4.5～6 活性氧化镁［23］ 6～14 6～7 粉煤灰［24］ 0.01～0.03 3～5 羟基磷酸钙［25］ 2～3.5 6～7 氧化锆树脂［26］ 30 3.5～7
吸附法一般将吸附剂装入填充柱，采用动态吸附方式进行，操作简便，除氟效果稳定，但存在如下缺点：
(1)吸附容量低。由表1可见，常用的吸附剂如斜发沸石和活性氧化铝吸附容量都不大，在0.06～2 mg/g之间。新近报道的羟基磷酸钙的氟吸附量可达3.5 mg/g，活性氧化镁的氟吸附为6～14 mg/g，但使用过程中易流失。以稀土氧化锆为主制成的氟吸附剂的吸附量可高达30 mg/g。这些新型的吸附剂虽价格比较贵，但处理后，吸附容量下降缓慢，可反复使用，是一个发展方向。粉煤灰中含有活性氧化铝，也可用于处理含氟废水，可直接往废水中投加，以废治废，成本低廉，缺点是氟吸附量小，投加量大，通常需投加40～100 mg/L才能使出水氟含量达到排放标准［24］。
2)处理水量小。当水中氟离子浓度为5 mg/L时，每kg吸附剂一般只能处理10～1000 L 水，且吸附时间一般在0.5 h以上。吸附法只适用于处理水量较小的场合，如饮用水处理。
活性氧化铝是氢氧化铝在一定的温度(400～600℃)下焙烧而成的一种r型氧化铝，与氟离子的交换反应如下：
Al2O3·Al2(SO4)3·nH2O+6F-
Al2O3·2AlF3·nH2O+3SO42-
若原水中氟浓度过高，活性氧化铝吸附处理效果急剧下降；若水中含有磷酸根和硫酸根时，影响脱氟效果。活性氧化铝吸附容量随pH的升高而降低，脱氟效果较好的pH为5～6.5［25］；使用粒径一般采用0.3～0.6 mm为宜。使用后的活性氧化铝常用硫酸铝或氢氧化钠和硫酸再生。
对活性氧化铝除氟机理研究较多，但存在着不同的看法。主要观点有二：一种认为活性氧化铝除氟是吸附过程；另一种则认为活性氧化铝除氟是水中氟离子与除氟剂中的阴离子的交换过程。刘裴文等人［27］提出了吸附交换的过程，X光光电子能谱解析表明，初次用于水处理的活性氧化铝(包括再生后表面组成与其相同者)除氟本质上是分子吸附。化学分析表明，用硫酸铝再生的活性氧化铝除氟是吸附交换。
小结及讨论
(1)利用化学沉淀法可以处理高浓度的含氟废水，氟离子初始浓度为1000～3000mg/L 时，石灰法处理后的最终浓度可达20～30 mg／L，该法操作简便，处理费用低。但由于泥渣沉降速度慢，需要添加氯化钙或其它絮凝剂，使沉淀加速。设法提高钙离子浓度及保持高的 pH而使氟化钙沉降是降低氟离子浓度的主要途径。另外，联合使用磷酸盐、镁盐、铝盐等，比单纯用钙盐除氟效果好。
(2)絮凝沉淀法对高浓度含氟水除氟效果差，处理后水中硫酸根浓度偏高。
(3)吸附法适用于水量较小的饮用水深度处理，吸附剂大多起阴离子交换作用，因此除氟效果十分明显，但都要加特殊的处理剂和设置特定设备，处理费用往往高于沉淀法，且操作复杂。使用羟基磷灰石活性氧化镁稀土金属氧化物等新型吸附剂可提高处理效果。
(4)对于高浓度的含氟废水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 ～30 mg／L，继而用吸附剂处理使氟含量降到10 mg/L以下。
(5)鉴于含氟废水在种类、数量、氟含量及其它的污染物等方面差异甚大，因此在选择处理方法时，要根据实际，因地制宜。尤其注重以废治废的综合治理。
(6)含氟水处理过程中，各种除氟机理有可能同时发生。开展除氟机理的研究工作，有助于现有除氟工艺的改善和除氟新方法的开发。
篇2：含氟废水处理方案
（1）
2021-06-18
11:39:45 来源：转载 浏览次数：854
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废水的主要来源为车间在生产过程中产生一局部含氟化物的废水，在生产过程中所产生的废水中主要为含氟化物及CODcr、SS，该污染物为严重超标：主要为氟化物，氟离子为国家规定一类污染物，对人体很多组织系统都有致癌作用，污水中的高CODcr能使周围水体产生腐化从而影响人们的生存环境，这些废水如直接外排，将严重破坏周围的生态环境，因此废水须经有效处理后达标排放。
一.工程概述
废水的主要来源为车间在生产过程中产生一局部含氟化物的废水，在生产过程中所产生的废水中主要为含氟化物及CODcr、SS，该污染物为严重超标：主要为氟化物，氟离子为国家规定一类污染物，对人体很多组织系统都有致癌作用，污水中的高CODcr能使周围水体产生腐化从而影响人们的生存环境，这些废水如直接外排，将严重破坏周围的生态环境，因此废水须经有效处理后达标排放。
我公司根据贵方提供的废水水量水质资料，借鉴相关工程实际运行经验，本着投资省、处理效果好、运行本钱低的原那么，编制了该初步设计方案，供建设单位和有关部门决策参考。
二.设计原那么
本设计方案严格执行有关环境保护各项规定，污水处理首先必须确保各项出水水质指标均到达中华人民共和国污水综合排放一级标准。§
针对本§ 工程的具体情况和特点，采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以到达节省投资和运行管理费用的目的。
处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。§
管理、运行、维修方便，尽量考虑操作§ 自动化，减少操作劳动强度。
在保证处理效率的同时§ 工程设计紧凑合理、节省工程费用，减少占地面积，减少运行费用。
设计美观、布局合理、降低噪声、消除异味及固体废弃物，改善污水站及周围环境，防止二次污染。§
三.设计依据
?污水综合排放标准?〔GB8978-96〕§
?中华人民共和国水污染防治法?〔1984年5月〕§
?室外排水设计标准?GBJ14-87§
?供配电系统设计标准?GB50052-95§
四.设计范围
本设计包括废水处理站范围内的处理工艺、土建工艺、电气控制等所有内容，自废水调节池进口到设备处理后的出水口的整个废水处理站内的设施。
五.设计水量、水质
1.设计水量
根据该公司提供的水量报告，每天污水水量为1440吨/天，考虑到顶峰时水量的变化性，本方案设计流量为Qh=60m3/h，处理装置24小时连续运行。
2.设计水质
1〕.设计进水水质
根据用户提供废水进水水质，参考同类排放水质，设计进水水质如下：
工程指标
CODcr
SS
PH
F－
出水水质
2000～3000mg/L
1000～1500mg/L
2.0～5.5
6000～7000
mg/L
2〕.设计出水水质
设计出水水质到达?国家污水综合排放标准?GB8978-1996中一级排放标准。
工程指标
CODcr
SS
PH
F－
出水水质
100mg/L
70mg/L
6—9
≤10mg/L
六.污水处理工艺
1.工艺流程
2.工艺流程说明
含氟废水先入调节兼事故池，由污水泵提升至一级反响池反响，在反响池中参加熟石灰和氯化钙，废水中F－和局部重金属元素在碱性条件下形成难溶物质，污水自流至一级沉淀池，沉淀大局部难溶物质，上清液自流作用入二级反响池；分别调节废水中PH、向污水中加PAC、PAM，在适当酸碱度条件下发生絮凝作用。污水经自流作用流入二级沉淀池，将形成的絮凝沉淀物沉淀。污水再经自流进入生物反响池进行生化反响。生化反响池采用生物固定技术可有效去除废水中的CODCr，污水再经沉淀后流至中间水池，然后由加压泵提升到过滤器进行过滤再经另一级除氟装置处理后污水中的F－到达排放标准后排放。
污水处理过程中产生的污泥，自流进入污泥池，定期由污泥脱水机进行脱水处理。处理后的污泥外运填埋处理。
设备检修时，一二级反响池、沉淀池的排水以及过滤器反冲洗水、除氟器的再生废水、污泥脱水机的回水，经自流排入集水井，再经水泵送入调节池，进行再处理。
七.主要设备描述
1.调节池兼事故池
调节池主要用于对含氟废水的存储及水量的调节，由污水提升泵将废水提升至一级反响池。假设厂家由于意外原因暂停生产，可将局部生产废水储存于调节池中，此时调节池为事故池使用。
1〕.设计参数
外型尺寸：16700mm×12500mm×4000mm；
有效容积：800m3；
材质及数量：钢砼，1座；
防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂。
2〕.配置
A.含氟废水液位控制器：材料—耐酸碱〔1套〕
B.含氟废水提升泵:
型号:IHF80-65-160
流量：65m3/h；
扬程：27m；
功率：11KW；
数量：2台〔聚全氟乙烯潜污泵，一用一备〕。
2.一级反响池
一级反响池主要去除废水中的氟离子。含氟废水中不仅含有HF，还含有AlF3等物质。一级反响池中设有搅拌机，含氟废水在搅拌机作用形成涡流，先与石灰乳结合形成难溶物质。但考虑到饱和CaF2溶液溶解度及沉降性能，根据大量实验，在饱和CaF2溶液中参加CaCl2溶液后F－浓度可降至10mg/L。
主要反响有：2F－+Ca=CaF2↓，Al3++3OH－=Al（OH）3↓
在反响池下端设有排污口，可将大颗粒固体沉淀物质或放空池中废水至污泥池。由于反响池涡流作用，反响后悬浮物、小固体颗粒等直接入一级沉淀池沉淀。
1〕.设计参数
外型尺寸：4000mm×3000mm×4000mm；
有效容积：30m3；
反响时间：30min；
材质及数量：钢砼，1座；
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂；
助剂：石灰乳、氯化钙。
2〕.配置
A.石灰乳投加装置：
加药泵：Q=18L/min，Pa=3Kg/cm2，0.75KW，1台。
溶药箱：容积2m3，1个，设置排渣槽。碳钢防腐。〔利用原有设备〕
溶药箱搅拌器：型号BL13-11-4，功率4KW，转速136rpm，1台。〔利用原有设备〕
反响器搅拌机：型号BL13—11—1.5，功率7.5KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌桨：型号￠900，1台。搅拌轴及叶片材料：尼龙
药液箱：10m3，1个。碳钢防腐。〔利用原有设备〕
B.氯化钙投加装置：
加药泵：Q=18L/min，Pa=3Kg/cm3，0.75KW，1台。
溶药箱：容积2m3，一个。设置排渣槽。玻璃钢材料。
溶药箱搅拌器：型号BL13—11—3，功率3KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌机：型号BL13—11—7.5，功率1.5KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌桨：型号￠900，1台。搅拌轴及叶片材料：尼龙
药液箱：4m3，1个。玻璃钢材料。
3.一级沉淀池
一级沉淀池采用竖流沉淀池，沉淀一级反响形成的大量难溶物质。泥斗下端距池底0.1m设有一根排泥管，泥入污泥池。
竖流沉淀池采用自上而下中心进水，中心外缘由下向上出水。沉淀上清液由竖流沉淀池边缘入二级反响池。
设计参数
沉淀池外形尺寸：6000mm×6000mm×4600mm；
沉淀时间：1h；
泥斗〔下分四个泥斗〕高度：1.9m；
泥斗角度：55°；
材质与数量：钢砼，1座；
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂。
4.二级反响池
二级反响池分为2局部，即中间池与混凝反响池合建。从一级竖流沉淀池出来的废水首先流入中间池，再入反响器反响。
〔一〕中间池
由于一级反响器中投加的呈碱性的药剂，一级沉淀池出水呈碱性，故利用中间池调节PH值，保证一定PH范围，为后续分别投加絮凝剂与助凝剂，使混凝反响能较好进行。
1〕.设计参数
材质与数量：钢砼，1座。
反响时间：10min；
有效容积：10m3；
外型尺寸：2000mm×2000mm×3000mm；
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂。
2〕.配置
PH仪：型号LP—3000，1套。
〔二〕.混凝反响池
混凝反响池内进行废水的化学混凝反响。反响器分2隔，中间池废水先入第一格，采用上进水，投加药品为聚合氯化铝〔PAC〕，净水效果明显、絮凝沉淀速度快、适应PH范围宽；对管道设备腐蚀性低，能有效地去除水中色质SS、COD、BOD及砷、铅、汞等重金属离子。废水采用下进水入第二格，投加药品为聚丙烯酰胺〔PAM〕是水溶性高分子聚合物中应用最广泛的品种之一。
1〕.设计参数
材质与数量：钢砼，1座〔分2隔〕；
反响时间：第一格投加PAC，反响10min；第二格投加PAM，反响10min；
有效容积：20m3；
外型尺寸：4000mm×2000mm×3000mm；
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂
2〕.配置
A.PAC投加装置
加药泵：Q=10L/min，Pa=5Kg/cm3，1.1KW，1台。
溶药箱：容积2m3，1个，玻璃钢材料。
溶药箱搅拌器：型号BL13—11—2.2，功率2.2KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌机：型号BL13—11—7.5，功率1.5KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌浆：型号￠900，1台。搅拌轴及叶片材料：尼龙
药液箱：容积4m3，1个，玻璃钢材料。
B.PAM投加装置
加药泵：Q=2.8L/min，Pa=7Kg/cm3，1.1KW，1台。
溶药箱〔药液箱〕：容积2m3，2个，玻璃钢材料。
溶药箱搅拌器：型号BL13—11—2.2，功率2.2KW，转速136rpm，2台。
反响器搅拌机：型号BL13—11—7.5，功率1.5KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌浆：型号￠900，1台。搅拌轴及叶片材料：尼龙
C.硫酸投加装置
加药泵：Q=24L/min，Pa=20Kg/cm3，3KW，1台。
硫酸储液箱：容积4m3材料：不锈钢。
搅拌机型号：型号BL13—11—7.5，功率1.5KW，转速136rpm，1台。
反响器搅拌浆：型号￠900，1台。搅拌轴及叶片材料：尼龙
5.二级沉淀池
二级沉淀池采用竖流沉淀池，结构同一级沉淀池，但在一级沉淀池根底上增加斜板。从而更有效的将混凝物质与水别离。
设计参数
材质与数量：钢砼，1座；
沉淀时间：1h；
沉淀池有效高：2.7m；
沉淀池外形尺寸：5000mm×5000mm×4600mm；
泥斗〔下分四个泥斗〕高度：1.9m；
泥斗角度：55°；
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂。
6.固定化生物蠕动床
固定化生物蠕动床利用生物固定化技术，微生物可以有效的附着在生物膜上参与好氧〔厌氧〕反响，大幅度提高微生物对废水中污染物质的降解能力。生物反响池中间加隔板分为2格。池内每隔设置填料，利用曝气装置供氧以固定微生物的生长繁殖。特点如下：①由于填料比外表积大，池内冲氧条件好，可以到达较高的容积负荷。②由于相当的一局部微生物固着生长在外表，不需要污泥回流，也不存在污泥膨胀问题。③适应能力强。④生物填料具有一定的吸附性，可以有效去除废水中剩余的F－，并且对废水中重金属具有较好的吸附能力。⑤由于生物固定化技术属于生物膜法的一种，所以产生的污泥量少，对难降解有机废水有较高的去除率。
1〕.设计参数：
外型尺寸：14000mm×7000mm×4000mm
反响时间：6h
有效容积：360m3
材质与数量：钢砼，1座。
填料体积：245m3
填料高度：2.5m
供气量：12m3/min风压0.039MPa
曝气器：填料盘式微孔曝气器HD270。D=268mm，200个。
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂
7.竖流沉淀池
废水经过固定化生物蠕动床最终流入竖流沉淀池。竖流沉淀池中仍增加斜板从而更高效的去除悬浮物质，到达出水排放水质要求。污泥排入污泥池。
1〕.设计参数
沉淀池外形尺寸：5000mm×5000mm×4600mm
沉淀时间：1h
沉淀池有效高：2.7m
泥斗〔下分四个泥斗〕高度：1.9m
泥斗角度：55°
材质与数量：钢砼，1座。
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂
8.中间水池〔过滤器前〕
中间水池主要用于储存前级处理的废水，中间水池采用钢筋混凝土结构，内设中间水泵。
1〕.设计参数
外形尺寸：5000mm×3900mm×3500mm；
有效容积：60m3；
有效水深：3m；
停留时间：1h（按处理量每小时60m３计）；
材质：钢砼结构〔耐氢氟酸型呋喃树脂〕；
数量：1座。
2〕.配置
A.含氟废水液位控制器：材料—耐酸碱〔1套〕
B.加压泵
型号： IHF80-65-160；
流量： 65m3/h；
扬程： 27m；
功率： 11kw；
数量： 2台〔一用一备〕。
9.过滤器、活性氧化铝除氟装置
经二次沉淀别离的出水进入装有特殊滤料的过滤器中进行过滤再经活性氧化铝过滤器。经过活性氧化铝吸附，氟离子被活性氧化铝吸附，到达除氟要求。当出水氟含量超标时，进行活性氧化铝再生。
活性氧化铝具有许多毛细孔道，外表积大，可作为吸附剂、枯燥剂及催化剂使用。同时还根据吸附物质的极性强弱来确定，对水、氧化物、醋酸、碱等具有较强的亲合力，是一种微水深度枯燥剂，也是吸附极性分子的吸附剂。活性氧化铝除氟类似于阴离子交换树脂，但对氟离子的选择性阴离子树脂大。活性氧化铝吸附脱氟效果好，容量稳定，每立方米活性氧化铝吸氟6400克。本产品具有强度高、磨损低、水浸不变软、不膨胀、不粉化、不破裂。特别适应含氟水的除氟处理。
1〕.设计参数
A.过滤器〔钢结构内衬PE〕
外形尺寸：Ф×H=2800×3200；
处理量：60m3/h；
滤速：10m/h；
滤料：精制石英砂；
填料高度：1.2m；
数量：1台。
B.除氟装置〔钢结构内衬PE〕
外形尺寸：Ф×H=2.5m×3.2m
单台处理能力：30m3/h
滤速：5～8m/h
活性氧化铝层厚度：1.2m；
数量：2台。
2〕.配置
A.反冲洗水泵
型号： 200QW400-27-45；
流量： 250m3/h；
扬程： 35m；
功率： 45kw；
数量： 1台。
B.再生系统〔一套〕
再生泵：〔流量：10m3/h；扬程：20m；功率：3kw〕1台〔耐酸泵〕；
再生液提升泵：〔流量：10m3/h；扬程：20m；功率：3kw〕1台〔耐酸泵〕；
再生液箱：〔V=9.4m3〕1只〔玻璃钢水箱〕。
10.清水池
清水池主要用于储存过滤器和除氟装置反冲洗用水。
1〕.设计参数
外形尺寸：3900mm×3900mm×3500mm；
有效容积：50m3；
有效水深：3m；
材质：钢砼结构；
数量：1座。
11.污泥处理
污泥靠重力或污泥泵吸泥定期排入污泥浓缩池，污泥浓缩池的污泥用污泥泵输入污泥脱水机脱水处理，泥饼外运。滤液回流至调节池进行重新处理。
污泥池设1座，连续运行。
1〕.设计参数
总容积：20m3
尺寸：2500mm×2500mm×3500mm
排水：浓缩池内上清液利用重力排放，由溢流管道排入调节池。
排泥：日排放干泥量2.9t〔主要含CaF2〕，含水率为80%。
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂
2〕.配置
A.污泥泵〔耐氢氟酸〕：
技术参数：流量8-15m3/h扬程15m功率1.5KW
C.污泥脱水机
型号：带式脱水机
功率：2.2KW
处理能力：15m3/h
数量：一套〔包括加药装置、反冲洗泵、空压机〕
12.集水池
集水池主要用于收集过滤器和除氟装置反冲洗排水、一二级反响池、沉淀池放空排水以及污泥脱水机回水。
1〕.设计参数
外形尺寸：2500mm×2500mm×3500mm；
总容积：21m3；
有效水深：3m；
材质：钢砼结构；
数量：1座。
池内防腐：耐氢氟酸型呋喃树脂
2〕.配置
A.含氟废水液位控制器：材料—耐酸碱〔1套〕
B.含氟废水提升泵:
型号:IHF80-65-160
流量：65m3/h；
扬程：27m；
功率：11KW；
数量：2台〔聚全氟乙烯潜污泵，一用一备〕。
·
废水的主要来源为车间在生产过程中产生一局部含氟化物的废水，在生产过程中所产生的废水中主要为含氟化物及CODcr、SS，该污染物为严重超标：主要为氟化物，氟离子为国家规定一类污染物，对人体很多组织系统都有致癌作用，污水中的高CODcr能使周围水体产生腐化从而影响人们的生存环境，这些废水如直接外排，将严重破坏周围的生态环境，因此废水须经有效处理后达标排放。
关键字：化工
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工程
[90篇]
水处理
[2479篇]
八.构筑物防腐施工方案
1.构筑物防腐范围
本污水处理中所需进行防腐的构筑物包括调节池、一级反响池、一级沉淀池、二级反响池、二级沉淀池、固定化生物蠕动床、竖流沉淀池、中间水箱、污泥池。
2.构筑物防腐面积
调节池；651.1m2集水池：47.5m2
一级反响池：78m2一级沉淀池：164.4m2
二级反响池84m2二级沉淀池：164.4m2
固定化生物蠕动床：322m2竖流沉淀池：164.4m2
中间水箱：83m2污泥池：47.5m2
防腐面积合计为：1806.3m2
3.防腐施工方案
基层检查及清理——环氧树脂打底两遍——呋喃树脂玻璃钢〔涤纶布〕——呋喃胶泥砌筑230×113×30〔30㎜厚〕石墨砖——养护
4.防腐施工预算
〔1〕.呋喃树脂玻璃钢〔涤纶布〕106.00元/m2
〔2〕.石墨砖230×113×30〔30㎜厚〕790.00元/m2
〔3〕.呋喃树脂胶泥25.00元/m2
合计：921.00元/m2
九.自动控制系统
1.电气控制局部概述
根据设计，本污水处理厂自控系统采用“集中监测、分散控制“的原那么，由中央监控工作站和现场分散控制站组成的工业控制系统。控制室为监控主站，在粗格栅污水提升泵房、鼓风机房、污泥脱水间、消化控制室分别设立控制分站，配合现场就地控制，其它各控制对象都分别有自己单独的CPU和操作员面板〔可编程终端〕，用现场总线网同上级控制站连接，以保证局部故障时不影响整个系统的工作。
XXX工程是一家军工企业，企业内部不但管理严格，对产品质量要求也较高，在党中央大力倡导构健和谐社会,保护生态环境可持续开展的同时企业领导也对企业周围的环境保护是十分重视，为此车间在生产过程中产生一局部含氟化物的废水，会直接影响企业周围的生态环境.在生产过程中所产生的废水中主要为含氟化物及CODcr、SS，该污染物为严重超标：主要为氟化物，该废水如不经处理直接排放必然影响周围环境，因此废水须经有效处理后达标排放。本局部方案设计主要依据甲方所提供的工艺要求,本工程控制系统主要分为三大局部，第一局部为人机对话局部，主要由触摸屏完成，形成人机对话及动画模拟；第二局部为下位机局部，主要由ＰＬＣ完成，它是整个控制系统的核心，完成所有的手动与自动的控制；第三局部为现场驱动部动，完成现场设备的起动与停止。
2.系统构成根据工艺过程,为实现全自动化过程控制,为了减少人的劳动量,减轻操作人员劳动强度，本工艺采用自动控制，也可以手动控制，便于操作管理，控制水泵，当水泵或风机发生故障时，即声、光报警。提升泵、中间水泵、反冲泵、污泥泵等采用低液位仃泵，从而防止水泵空吸，加药装置的加药泵为手动起动，并实行PH仪测量，搅拌机设置为手开工作控制，沉淀池排泥采用手动定期排泥。每个动力固定安装处设置一个就地控制箱，具体可根据用户的要求进行自控要求。控制系统构建如下列图所示:
3.方案设计
本污水处理厂自控系统采用“集中监测、分散控制“的原那么，由中控室实现手动和自动控制，所有现场设备电源都由中控室给出，电源线由电缆沟接至现场设备，中控室中备配备ＰＬＣ和触摸屏，放置操作台，操作台主要用来触摸屏PLC和控制元器件并提供所有用电设备电源，外电源三相五线制接至现场，为在中控室中实现手动模拟控制，从现场模拟真实的信号，放便操作和操作的可靠性。其中,每个单元回路采用远程本地控制,当本地控制有效时,远程自动无效。
1〕.控制系统构成如下列图所示:
控制室将所有控制集中控制,所有动力回路由控制室控制各动力设备的电源及起停,总装机功率为101kw，实际运行功率为46.5kw
2〕.操作台效果图
以上所有动力回路所有电源动力控制柜，由琴台式操作台全部集中控制,控制中心与现场分站之间构成通信，分别可以控制设备的运行与停止，分发给所有动力用电设备,效果图如下所示:
3〕.操作台的参考尺寸
其中柜体规格先用双连柜,配有手动/自动控制两套控制,参考尺寸为下列图所示:
4〕.集中控制与现场分散控制通信的构成控制柜做为整个系统的主站,现场就地控制柜作为分站,主站与分站之间控制柜做为整个系统的主站,现场就地控制柜作为分站,主站与分站之间构成通信,采用omronDevicenet通信协议,这样保证系统的稳定性的前提下,可以使整个系统的走线减少,简化整个系统的连接!联接方式如下所示:
其中模拟屏需要根据现场工艺设计。
5〕.动力回路设计说明
所有电动机起动都采用施耐德ＧＶ２电动机保护器，所有配电产品全部为施耐德，控制局部为欧姆龙。其中人机可以充分利用计算机强大的功能实现非常友好的界.十.主要构筑物及设备一览表
1.主要构筑一览表〔土建局部〕
序号
名称
规
格
单位
数量
备注
调节池
兼事故池
L×B×H=16.7×12.5×4m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
1级反响池
L×B×H=4×3×3m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
1级沉淀池
L×B×H=6×6×4.6m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
2级反响池
L×B×H=6×2×3m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
二级沉淀池
L×B×H=5×5×4.6m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
中间水池
L×B×H=5mm×3.9mm×3.5mm
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
生物反响池
L×B×H=14mm×7m×4m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
竖流沉淀池
L×B×H=5×5×4.6m
套
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
污泥池
L×B×H=2.5×2.5×3.5
m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
集水池
L×B×H=2.5×2.5×3.5
m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
清水池
L×B×H=3.9×3.9×3.5
m
座
钢砼结构
耐氢氟酸型呋喃树脂
水泵间
L×B×H=5.0×3.4×3.5
m
砖混结构
其他构筑物
L×B×H=25.8×11.4×4.5m
值班室、设备间、风机房等。砖混结构
2.主要设备一览
序号
名称
规格
单位
数量
备注
含氟废水提升泵
型号：IHF80-65-160
台
耐氢氟酸
含氟废水液位控制器
电极式
套
耐氢氟酸
反响池搅拌机
BL13—11—1.5，功率7.5KW，转速136rpm
台
反响池搅拌浆
￠900×1500
台
尼龙
溶液箱搅拌浆
￠500×800
台
碳钢防腐
溶药箱搅拌器
BL13—11—4，功率4KW，转速136rpm
台
耐酸碱
1级反响加药泵
Q=18L/min，Pa=3Kg/cm3
0.75KW
台
耐酸碱
2级反响PAC加药泵
Q=10L/min，Pa=5Kg/cm3
0.4KW
台
耐酸碱
2级反响PAM加药泵
Q=2.8L/min，Pa=7Kg/cm3，0.4KW
台
耐酸碱
硫酸储液箱
V=4m3
个
不锈钢
硫酸加药泵
Q=24L/min，Pa=2
Kg/cm3
0.75—1.1KW
台
耐酸碱
配药箱
V=2m3
个
玻璃钢
药液箱
V=4m3
个
玻璃钢
石灰乳药液箱
V=10m3
个
利用原有设备
斜管
2V=50m3〔5×5×1m〕
m3
填料
V=245m3〔14×7×2.5m〕
m3
245
污泥脱水机
处理量15m3/h
套
袋式脱水机
PH仪
型号：LP—3000
套
鼓风机
3L—100
台
微孔曝气头
盘式微孔曝气器HD270
个
200
污泥泵
流量8-15m3/h扬程15m功率1.5KW
台
耐氢氟酸
加压泵
IHF80-65-160
台
耐氢氟酸
过滤器
Ф×H＝2.8×3.2m
台
碳钢+PE防腐
除氟装置
Ф×H＝2.5×3.2m
台
碳钢+PE防腐
反冲洗泵
型号：200QW320-35-45
台
再生系统
再生泵：〔流量：10m3/h；扬程：20m；功率：3kw〕1台〔耐酸泵〕；
再生液箱：〔V=10
m3〕1只〔玻璃钢水箱〕。配液箱〔V=2
m3〕1只
套
再生液提升泵〔流量：10m3/h；扬程：20m；功率：3kw〕一台
电气控制
套
电缆线
假设干
防腐流量计
个
管道、管阀
假设干
保温
假设干
十一.投资估算
1.土建投资〔另计〕
2.设备投资〔A〕
序号
名称
规格
单位
数量
价
格
〔万元〕
含氟废水提升泵
型号：IHF80-65-160
台
2.992
含氟废水液位控制器
电极式
套
0.75
反响池搅拌机
BL13—11—7.5，功率1.5KW，转速136rpm
台
5.56
反响池搅拌浆
￠900×1500
台
2.60
溶液箱搅拌浆
￠500×800
台
1.80
溶药箱搅拌器
BL13—11—4，功率4KW，转速136rpm
台
3.90
1级反响加药泵
Q=18L/min，Pa=3Kg/cm3
0.75KW
台
7.51
2级反响PAC加药泵
Q=10L/min，Pa=5Kg/cm3
0.4KW
台
1.98
2级反响PAM加药泵
Q=2.8L/min，Pa=7Kg/cm3，0.4KW
台
1.46
硫酸储液箱
V=4m3
个
1.20
硫酸加药泵
Q=24L/min，Pa=2
Kg/cm3
0.75—1.1KW
台
3.20
配药箱
V=2m3
个
3.84
药液箱
V=4m3
个
3.84
石灰乳药液箱
V=10m3
个
0.00
斜管
2V=50m3〔5×5×1m〕
m3
2.03
填料
V=245m3〔14×7×2.5m〕
m3
245
28.5
污泥脱水机
处理量15m3/h
套
25.00
PH仪
型号：LP—3000
套
2.03
鼓风机
3L—100
台
4.4
微孔曝气头
盘式微孔曝气器HD270
个
200
1.00
污泥泵
流量8-15m3/h扬程15m功率1.5KW
台
0.90
加压泵
IHF80-65-160
台
1.496
过滤器
Ф×H＝2.8×3.2m
台
7.80
除氟装置
Ф×H＝2.5×3.2m
台
8.50
反冲洗泵
型号：200QW320-35-45
台
1.86
再生系统
再生泵：〔流量：10m3/h；扬程：20m；功率：3kw〕1台〔耐酸泵〕；
再生液箱：〔V=10
m3〕1只〔玻璃钢水箱〕。配液箱〔V=2
m3〕1只
套
3.04
电气控制
套
14.9
电缆线
假设干
2.0
防腐流量计
个
1.77
阀门
假设干
13.484
管道
钢丝网骨架塑料聚乙烯复合管
假设干
42.97
PVC管
假设干
8.24
保温
假设干
1.50
小
计
212.052
3.间接费用
1〕.设备安装费及调试费〔A×10%〕21.2万元
2〕.设计费〔A×4%〕8.48万元
3〕.水质检测费3.0万元
合计32.68万元
4.设备总投资估算
设备投资+间接费用=212.052+32.68=244.732万元
2.3
其他方法
除了上述两种比拟常用的方法外，还有一些方法虽然没有被普遍应用，但是已经成为行业人士研究的对象，在一些特种含氟废水处理中取得较好的效果。其中包括离子交换法、电渗析、反渗透膜法等方法。反渗透技术借助比渗透压更高的压力，使使高氟水中的水分子改变渗透方向，通过反渗透膜被别离出来，先主要应用于还水淡化和超纯水制造工艺中。当前使用的反渗透膜主要有低压复合膜、海水膜和醋酸纤维素膜等。电渗析法是外加直流电场，利用离子交换膜的选择透过性，使水中的离子能够定向迁移。离子交换法是使用离子交换树脂或离子交换纤维实现除氟离子的一种方法。离子交换树脂需要用铝盐进行预处理和再生，因此费用会比拟高。与离子交换树脂相比，离子交换纤维耗资小，而且比外表积较大，吸附能力强，交换速度及再生速度快，具有良好的耐辐照性能，并且处理后不会给水体带来任何污染，反而具有清洁作用，是一种理想的深度去除水中氟离子的方法。
化学混凝沉淀法废水处理试验研究
3.1
研究机理
化学沉淀法就是利用利用离子与氟离子结合生成难溶于水的CaF2
沉淀，等沉淀后以固液别离手段将F-从废水中去除。化学方程式如下：
Ca2++2F-=CaF2↓
信息来源“岁月联盟“
如果在废水中同时加如钙盐和磷酸盐，能够形成更难溶于水的含氟化合物，是水中F-的残留量更低，提高了除氟效果。化学方程式如下：
F-+5
Ca2++3P043+
=
Ca5（PO4）
4F↓
混凝沉淀法通过在水中参加铁盐和铝盐两大类混凝剂，在配加Ca（OH）2，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1（OH）3矾花，去除废水中的F-。如参加铝盐，Al3+与F-形成AlFx（3－x）＋，夹杂在AI（OH）3am中被沉淀下来。
3.2
试验流程与方法介绍
取定量废水水样，首先在水中参加一定量的CaCl2作为沉淀剂，等沉淀物沉淀5分钟后再参加适量的AlCl3和Ca（OH）2作为混凝剂，另加六偏磷酸钠作为助凝剂对其进行处理，再等沉淀5分钟后讲水排放。具体流程如图1所示。尽量多做几次，每个试验完毕后，采用电极法测定每次试验后的氟离子的浓度。
化学混凝沉淀法将化学沉淀和混凝沉淀结合起来使用，能够解决一些常用方法处理以后存在的水质不稳定，药剂使用量过多，或存在二次污染等问题。试验结果说明，利用化学混凝沉淀法处理含氟废水，设备和工艺简单，运行费用低，除氟效果好，是一种比拟理想的含氟废水的处理方法。
4结束语
目前使用较多的方法主要是化学沉淀法、絮凝沉淀法和吸附法。化学沉淀法一般用于处理高浓度含氟废水，由于操作简单，低本钱效果好，因此使用较为广泛。与化学沉淀法相反，混凝沉降法一般只适用于含氟较低的废水处理，高浓度含氟废水首先要经过化学沉淀法经过一级处理，然后采用混凝沉降法进行再次去氟。吸附法主要适用于水量较小的饮用水的深度处理，相对来说处理费用高，而且操作比拟烦琐。当然，其它的一些方法各有各的使用领域和优势。
[
Syue
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篇3：含氟废水处理实例与工艺探讨
含氟废水在工业生产中广泛存在, 如有色金属及稀土金属的冶炼、铝电解精炼、氟硅酸盐、氟氯烃、农药、不锈钢酸洗及硅类电器零件清洗等传统工业;在有机合成化工、原子能工业、电子工业等现代化工工业生产中也会排出大量的含氟废水。含氟发水的主要污染因子为氟, 通常以氢氟酸及氟硅酸的形态存在。通常根据生产工艺不同, 废水还含有其它无机盐类或有机物等污染因子。
氟离子对人体健康的危害极大, 长期吸收过量的无机氟化物, 会引起氟斑牙、骨膜增生、骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形发脆等氟骨病, 还会造成心血管功能衰竭, 以及对特定器官如脑、肾的损害等。《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 的一级标准要求氟化物排放浓度小于10mg/L。因此, 妥善处理生产排放的含氟废水对环境保护具有重大意义。
国内对含氟废水的研究较多, 本文结合某含氟废水处理工程实例, 在含氟废水的分级处理、污泥循环共沉淀、药剂组合应用等方面进行分析与探讨。
2 项目概述
该项目位于江西九江, 一期产品以年产3×104t无水氢氟酸为主, 二期产品以R22为主, 主要销往日本、韩国、中国台湾等地。生产废水包括HF装置废水和R22废水两大类。主要污染因子为氟离子、COD、SS及油类等, 主要水质指标如表1所示。
本项目废水经处理后外排至鄱阳湖自然水体, 执行《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 一级标准。主要水质指标限值如表2所示:
项目设计处理能力20m3/h, 即480m3/d。包括AHF装置废水10m3/h, R22装置废水10m3/h。
3 工艺路线分析与设计
该项目生产废水的主要污染物氟离子、CODcr、BOD5及SS、油等。工艺设计采用预处理段 (除氟、除油和悬浮物) 与生化处理段 (去除有机物) 的组合工艺。
本项目进水氟离子浓度高达3000 mg/L~5000mg/L, 并且由于废水排放波动性较大, 给预处理除氟设计带来较大困难。
3.1 除氟工艺分析
目前, 国内外处理工业含氟废水的方法较多, 常用的方法主要有两大类, 即吸附法和沉淀法[1], 其它如冷冻法、离子交换法、离子交换树脂除氟法、晶析法、液膜法、膜过滤法、电渗析法、电凝聚法等一般工程应用不多。
3.1.1 化学沉淀法
即在水中投加氢氧化钙乳状液, 利用钙离子和氟离子的化学反应生成氟化钙沉淀以去除废水中的氟离子。因为氟化钙在常温 (25℃) 时在水中的饱和溶解度为16.5mg/L, 对应的氟离子浓度为8mg/L, 只有当氟化钙浓度超过其饱和溶解度时才会有氟化钙沉淀物析出。溶液反应生成的难溶物能否从溶液中析出, 取决于反应生成物的溶度积。氟化钙的溶解式和溶度积规则形式如下:
溶度积常数Sp只随温度变化而变化, 当温度一定时, 溶度积常数Sp则为一个定值。从上式可以看出, 提高溶液中钙离子浓度, 可以降低氟离子浓度。
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。为提高氟离子的去除效率, 利用同离子效应的原理, 通过向反应沉淀池投加过量的钙离子可使Ca2+与F-的反应向Ca F2方向移动, 降低出水中氟离子的浓度。
但由于反应生成的氟化钙不可能全部以晶体析出, 废水中始终会有一部分溶解的氟离子。另外, 由于反应生成的氟化钙反应较慢、晶体细小, 沉淀速度很慢, 使反应沉淀池出水会带有小量反应生成的氟化钙悬浮物。因此, 系统出水氟离子浓度一般在10mg/L~20mg/L左右, 不能达到国家污水排放标准的要求。
总之, 该工艺适合处理高浓度废水, 方法简便, 运行费用低, 但产生的渣量较大, 不易沉淀, 处理效率虽高但不彻底。
3.1.2 絮凝沉淀法
该方法是利用铝盐在水中所产生的矾花对氟离子的吸附、离子交换、络合沉降等作用将氟离子去除。絮凝沉淀法投药量小, 效果明显, 出水水质稳定, 可实现一次处理达标排放。溶解的氟化物 (主要是氟化钙) 及沉淀带出的固体氟化物, 通过多介质过滤器 (石英砂+活性氧化铝) 最终去除, 保证最终出水达标。
3.1.3 吸附法
是指含氟废水流经接触床, 通过与床中固体介质进行离子交换或化学反应, 去除氟化物。这种方法只适用于低浓度的含氟废水或经其他方法处理后氟化物浓度降至10~20mg/L的废水。而且接触床的再生及高浓度再生液的处理是整个运行过程中不可缺少的一部分, 接触床频繁的再生使运行成本较高。
3.2 工艺设计说明
本项目废水包括AHF废水和R22废水两类, 均含高浓度氟离子, 同时, 由于主装置生产工艺特点, 废水排放波动性较大。参照以类似工程经验, 如采用一级化学沉淀工艺, 出水氟离子超标的可能性极大。因此, 本项目工艺设计上采用化学沉淀法与絮凝沉淀法相结合的多级处理工艺, 同时, 优选氟离子沉淀剂和絮凝剂。处理工艺流程如图1所示。
整个污水处理系统主要包括预处理系统、生化处理系统以及污泥处置系统三部分。除氟预处理采用化学沉淀和絮凝沉淀相结合的处理工艺。化学沉淀以Ca (OH) 2和Ca CL2作为沉淀剂。絮凝沉淀以硫酸铝和PAM作为絮凝剂。一、二级反应沉淀池分两组并联运行, 分别对AHF装置废水和R22装置废水进行除氟预处理, 处理出水进入综合调节池混合后, 一并进入后序三级、四级反应沉淀池、预处理除氟后出水进入生化单元去除有机污染物。
3.3 工艺特点
本项目工艺设计路线具有以下特点:
3.3.1 分级组合处理
采用两段四级除氟处理工艺, 每段包括两级除氟处理单元。第一段 (一、二级反应沉淀池) 实现粗除氟功能, 第二段 (三、四级反应沉淀池) 实现精除氟功能。
在一级反应沉淀池反应段投加Ca (OH) 2与废水中的F-反应生成Ca F2难溶物, 并在沉淀池内通过重力沉淀分离去除。二级反应沉淀池内投加硫酸铝和PAM, 絮凝反应形成的絮凝体, 通过网捕和吸附作用将废水中的氟离子捕获至絮凝体上, 并通过重力沉淀排出系统。第一段除氟单元出水氟离子浓度可稳定降至20mg/L~30mg/L以下。
在三级反应沉淀池反应段投加Ca CL2与废水中残余的F-反应生成Ca F2难溶物, 并在沉淀池内通过重力沉淀分离去除。四级反应沉淀池内投加硫酸铝和PAM, 絮凝反应形成的絮凝体, 通过网捕和吸附作用将废水中的氟离子捕获至絮凝体上, 并通过重力沉淀排出系统。第二段除氟单元出水氟离子浓度可稳定降至10mg/L以下。
3.3.2 污泥循环共沉淀
一级沉淀池出水氟离子含量较低, 后序再投加钙离子反应生成氟化钙。由于氟化钙晶体是等轴晶系正八面体的晶体[2], 含氟废水中的氟离子与钙离子反应生成氟化钙的速度较慢, 低浓度时更不易生成粗粒晶体, 大部分胶体粒子直径在0.2μm以下, 并且由于三、四级沉淀池氟离子浓度极低, 使反应后固液分离速度极慢。二、三、四级反应沉淀池底部沉淀污泥通过污泥循环泵回流至前端反应区与进水混合接触, 回流污泥中的氟化钙絮体可发挥晶核、吸附架桥与网捕两大作用, 诱发新反应生成的氟化钙形成更大的晶体, 加快Ca F2沉淀的形成和絮体增大密实, 从而可以有效提高氟离子的去除率。四级沉淀池出水氟离子浓度可稳定在8mg/L以下。
3.3.3 药剂组合应用
本项目化学沉淀选用了两种沉淀剂, Ca (OH) 2低廉, 一级反应沉淀池除氟采用Ca (OH) 2, 完成废水粗除氟功能, 运行成本低, 并可稳定二段进水的氟离子浓度, 防止水质波动造成系统出水氟离子超标。二级反应沉淀池采用Ca CL2作为沉淀剂, 利用同离子效应, 可促进F-与Ca2+反应生成Ca F2沉淀, 降低废水中F-的浓度。
三级、四级反应沉淀池采用硫酸铝和PAM作为絮凝剂, 反应沉淀效果较好。混凝沉淀法的絮凝剂主要有铁盐和铝盐两大类混凝剂。其机理是利用混凝剂在水中形成带正电的胶粒吸附水中的F-, 使胶粒相互并聚为较大的絮状物沉淀, 以达到除氟的目的。铁盐类混凝剂一般除氟效率不高, 仅为10%~30%。。铝盐除氟是利用铝盐水解生成的AL (OH) 3am矾花对F-的配位体交换、物理吸附、卷扫作用除去废水中的F-。常用的铝盐混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝, 均能达到较好的除氟效果。
4 项目运行控制与分析
该项目于2014年开始调试试运行, 进水氟离子浓度在3200~4300mg/L范围内, 通过近一年的运行表明, 系统出水氟离子浓度稳定达标。
4.1 反应p H调节
AHF废水和R22废水显酸性, p H值低至2~4, 氟离子主要以HF的形式存在。氟离子与钙离子的反应与废水p H条件密切相关。一级反应沉淀池投加Ca (OH) 2会使废水的p H值升高。通过实验和调试运行发现, 一级反应沉淀池p H值在8时氟离子浓度由4310mg/L降至105.8mg/L, 去除率最高;工程调试运行过程中一般控制在8~9范围, 结合二级混凝反应沉淀, 氟离子去除率可达到99.5%。
本项目絮凝反应选用硫酸铝和PAM作为絮凝剂, 絮凝反应效率与废水p H条件密切相关, 根据唐文浩等人的研究发现, 硫酸铝的最佳反应p H条件应控制在6.4~7.2[3]。通过实验和调试运行发现, 三、四级反应沉淀池p H条件控制在6.5~8范围内时, 絮凝沉淀较好, 除氟效率较为理想。
4.2 药剂投加优化
反应p H条件控制和药剂投加量对系统的处理效率影响重大, p H值控制设计要求具有较好操控性、灵敏性、可靠性。本项目设计采用PLC自动控制系统, 通过设置p H在线检测仪、加药量在线流量计、计量泵等实现药剂的自动投加, 从而有效提高了系统运行的稳定性。
4.3 污泥回流的影响
通过运行调试证实沉淀池污泥回流可使沉淀池除氟效率提高20%以上, 并明显减少沉淀池的药剂投加量。运行调试发现, 回流污泥的流量大小、污泥浓度等都会影响沉淀池的除氟效率, 污泥回流量一般在35%以上时, 除氟效果较好。但由于污泥性状、污泥含水率、加药量等因素都会影响到污泥回流的除氟效果, 因此, 这些因素相互之间的定量关系尚未得到准确数据。
4.4 运行效果
系统经调试运行稳定后, 出水氟离子浓度通常在5.3-6.8mg/L范围, 一般可稳定在8.5mg/L以下, 近一年运行数据整理如图2所示。
5 结语
5.1多级组合除氟工艺, 运行稳定可靠, 适合进水氟离子浓度高, 水质波动大的工况。一段粗除氟可去除绝大部分的氟离子, 且与进水氟离子浓度影响较小。二段精除氟出水氟离子浓度较小, 出水稳定。该工艺较一级化学沉淀或混凝沉淀除氟工艺出水水质和稳定性都有明显提高。
5.2化学沉淀与混絮凝沉淀法是目前高浓度含氟工业废水主要的处理方法, 该类方法工艺流程简单, 出水稳定性较好, 但加药量大, 污泥产量大, 运行成本高, 回流污泥循环技术、药剂优先与控制是减少加药量和控制运行成本的有效途径。
摘要：本文以江西某氟化工企业含氟废水处理工程为实例, 重点介绍了项目所采用的工艺流程和技术特点、工艺运行控制因素, 对分级处理、污泥循环共沉淀、药剂组合应用等工艺技术的应用效果和影响因素进行了分析与探讨。
关键词：氟化工,含氟废水,沉淀,分级处理,污泥循环
参考文献
[1]张超杰, 周琪.含氟水治理研究进展[J].给水排水, 2002, 28 (12) :26-29.
[2]游加林.含氟废水处理[J].福建环境, 1994, 11 (3) :15-19.
篇4：含氟废水处理方案
摘 要：文章采用高效脱氟剂NY-Z02对广西某矿井涌水进行了深度除氟处理工艺研究。小试结果表明，常温下，调节废水pH=6～7，NY-Z02用量0.5‰，反应时间15 min，然后采用PAM进行絮凝、沉淀后的处理出水中氟浓度由6.2 mg/L降低至0.54 mg/L。中试结果表明，在其他条件不变的情况下，NY-Z02用量降低至0.4‰时，即可将矿井涌水中氟浓度降低至0.58 mg/L，满足排放要求，此时吨水处理的药剂成本仅为0.69元。
关键词：含氟废水；NY-Z02；深度处理；矿井涌水
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0173-02
1 概 述
氟（F）属卤族元素，在元素周期表中原子序数为9，原子量为19。融点-220 ℃，沸点-188 ℃，在20 ℃条件下为淡白-黄色的气体。
氟是人体生命活动必需的一种微量元素，具有多方面的生理作用。但如果人体摄入过量的氟及其化合物，将会对人体产生一系列毒副作用。氟及其化合物能抑制酶的催化功能，此外，还能使血清钙下降，抑制凝血机制[1]。过量吸入氟化氢或内服氟化钠，会引起急性中毒，导致咳嗽、发热、咳嗽、胸部紧迫感、血压下降等，使心脏和呼吸受到抑制，甚至导致死亡。饮用水中氟含量超过1 mg/L，能够使居民患“氟斑牙”的症状，浓度达到4～6 mg/L，小儿将全部都患“氟斑牙”，更高的氟浓度还能导致严重的佝偻病。氟及其可溶性化合物等对植物也有极大危害。针对以上情况，我国规定地表水中氟含量限值为1.0 mg/L[2]。
广西贺州市某选矿厂原矿开采过程中所产生的矿井涌水含氟超标，不能直接进行排放，需进行除氟处理，达到《地表水环境标准》（GB 3838-2002）标准后才能外排。本文对此废水展开了除氟试验研究，在小试基础上，进一步展开扩大化试验，取得了比较满意的处理效果。
2 实验部分
2.1 废水来源及水质
试验水样取自广西贺州市某选矿厂原矿开采过程中产生的矿井涌水，废水水质如下：F-6.2 mg/L，SS 54 mg/L，pH 7.2。
2.2 试剂和仪器
仪器：HJ-4A型数显恒温多头磁力搅拌器；AY220型电子天平；pH-3C型精密pH计； PF-2-01氟离子选择电极；MS-3型微波消解COD测定仪。
试剂：盐酸、氢氧化钠均为分析纯。NY-Z02为长沙依诺环保科技有限公司专用除氟剂，聚丙烯酰胺（PAM）为工业级产品。
2.3 实验方法
取原废水200 mL于烧杯中，置于磁力搅拌器上进行搅拌，加入专用除氟剂NY-Z02（配制浓度10%），5 min后，缓慢加入氢氧化钠调节废水的pH值，达到预定值后，继续搅拌反应一定时间，随后加入一定量PAM（配制浓度1‰）对沉淀进行絮凝，继续搅拌约30～60 s后，静置沉降，取上层清液，对残余氟离子浓度进行测定分析。
2.4 分析方法
氟离子采用氟离子选择电极法测定。
3 结果与讨论
3.1 除氟剂NY-Z02投加量对除氟效果的影响
取原水200 ml，加入不同剂量的除氟剂NY-Z02（配制浓度：10%），反应5 min后，缓慢加入氢氧化钠调节水样的pH=7.0、磁力搅拌反应30 min。现象：加入除氟剂NY-Z02后，均有不同程度的沉淀生成，且随着NY-Z02投加量的增加，沉淀量随之增大。NY-Z02投加量对处理效果的影响，如图1所示。
由图1可知，随着除氟剂NY-Z02投加量的增加，处理后出水中F-浓度逐渐降低，当NY-Z02投加量增加至0.5‰时，出水F-浓度趋于稳定，F-浓度由6.2 mg/L降低至1.15 mg/L，此时继续加大药剂投加量至0.7‰，出水F-浓度仅由1.15 mg/L降低至0.72 mg/L，而此时药剂成本却增加了将近1倍，因此，从节约药剂成本的角度考虑，后续实验取NY-Z02的最佳药剂投加量为0.5‰。
3.2 pH值对处理效果的影响
在NY-Z02投加量0.5‰，反应时间30 min条件下，不同pH值对处理效果的影响，如图2所示。
由图2可知，pH值对F-的去除存在显著影响。当pH=4时，废水中F-的浓度为3.2 mg/L，当pH上升至6时，处理后的出水中F-浓度降至0.83 mg/L，随后，在pH=6～7的范围内，处理出水中F-浓度变化不大，约为0.52～0.81 mg/L。当pH值进一步提高至8时，处理出水中F-浓度显著升高，达到2.8 mg/L。这说明此时被沉淀吸附的F-，发生了解吸，从而使F-出现返溶现象。因此，除F-反应pH值既不宜过酸，也不宜过碱，应控制在pH=6～7左右。
3.3 反应时间对去除效果的影响
在NY-Z02投加量0.5‰，调节反应pH=6.5的条件下，不同的吸附反应时间对处理效果的影响，如图3所示。
由图3可知，处理出水中F-浓度随着反应时间的延长而降低。当反应进行至15 min时，出水中F-浓度降低至0.54mg/L，继续增加反应时间，出水F-浓度趋于稳定，故确定最佳反应时间为15 min。
3.2 中试试验
根据上述试验结果，确定的矿井涌水除氟最佳工艺条件为：向废水原水中投加专用除氟剂NY-Z02 0.5‰，反应5 min后用氢氧化钠调节废水pH值至6～7，搅拌反应15 min，然后投加PAM进行絮凝沉淀，出水中F-浓度降低至0.54 mg/L。
为了进一步为技术的工程化应用奠定坚实基础，我们在广西贺州某矿井实地展开了为期3天的中试试验，设计处理能力2 t/h，72 h连续运行。试验过程中，每隔1h取样一次，取样8次后，将样品混合，测定混合样中的F-浓度。根据测定结果对工艺参数（主要为除氟剂NY-Z02用量）进行调整优化，达到节约运行成本、优化工艺的目的。试验结果，见表1。
从表1可知，中试试验所取得的结果优于小试结果。小试结果表明，除氟剂NY-Z02用量需达到0.5‰，处理水中F-浓度才能降低至0.54 mg/L，而中试结果表明，当除氟剂NY-Z02用量仅为0.4‰时，处理水中氟浓度即达到0.58 mg/L，可以达标排放。
根据中试结果，我们对药剂成本进行了核算，在最佳处理条件下吨水处理成本约为0.69元，具体见表2。
3.3 工艺设计
根据中试试验确定的最佳工艺参数，确定工艺流程，如图4所示。
生产废水经调节池对来水的水质、水量进行调节，然后进入除氟反应池，采用加药泵向池中投加专用除氟剂NY-Z02和NaOH，控制反应池pH值6～7范围，，反应时间15～20 min，反应池出水进入絮凝池，通过投加PAM使反应池形成的细小絮体形成大的絮体后进入斜管池进行沉淀分离，出水经清水池储存后回用或达标排放。
4 结 语
①专用除氟剂NY-Z02具有优异的除氟效果，在其他条件不变的情况下，NY-Z02用量越大，出水中残余的F-浓度越低。
②小试实验中，在NY-Z02投加量为0.5‰，氢氧化钠调节废水pH值至6～7，搅拌反应15 min，然后投加PAM进行絮凝沉淀，出水中F-浓度降低至0.54 mg/L。
③中试试验结果表明，当除氟剂NY-Z02用量为0.4‰时，处理出水中氟浓度即降至0.58 mg/L，可以达标排放；中试试验所取得的结果优于小试结果。
④小试和中试结果表明，采用专用除氟剂NY-Z02进行废水除氟，效果好、运行费用低，具有良好的工程应用前景。
参考文献：
[1] [Machoy Mokrzynska：A .Fuorine in toxicology，medicine，and environment protection，Fluorine Vol.32，No.4 248～250，1999.
篇5：聚合硫酸铁处理含氟废水的研究
聚合硫酸铁处理含氟废水的研究
采用自制的聚合硫酸铁(PFS)对一种含氟量较高的.水样进行了实验条件下的混凝处理,讨论了在搅拌速度和初始pH不变的情况下,PFS用量及絮凝时间对除氟效果的影响,找出了最适宜处理条件.结果表明:该含氟废水用PFS处理可以收到良好的除氟效果;室温下混凝处理的最适宜条件是:pH=7.0,絮凝时间为30～40 min,PFS用量为1.75 mL・L-1.
作 者：陈杰山 杨春平Chen Jieshan Yang Chunping 作者单位：陈杰山,Chen Jieshan(湖南大学,环境科学与工程学院,湖南,长沙,410082;湖南化工职业技术学院,湖南,株洲,41)杨春平,Yang Chunping(湖南大学,环境科学与工程学院,湖南,长沙,410082)
刊 名：广东化工 英文刊名：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 35(12) 分类号：X 关键词：聚合硫酸铁 除氟 除去率 最适宜条件篇6：含氟废水处理方案
摘要：以半导体工业中的`含氟废水为研究对象,采用混凝沉淀法对去除废水中氟离子进行了系统的工艺研究.以Ca(OH)2为沉淀剂,分别用聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,并加入聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂的方法,对药剂投加量、混凝剂种类、体系pH值、沉降时间等因素进行了实验探索.结果显示,PFC比PAC混凝效果好.当Ca(OH)2添加量为理论值的2.5倍,PFC用量为15 mg/L,助凝剂PAM用量为4 mg/L,体系的pH值在6~7时,其除氟效果最佳,此时废水中残留氟离子浓度可降低至5.5 mg/L,远远低于国家规定的排放标准(10 mg/L).作 者：周霖 张彰 方瑜 ZHOU Lin ZHANG Zhang FANG Yu 作者单位：周霖,张彰,ZHOU Lin,ZHANG Zhang(上海大学,环境与化学工程学院,上海,44)
方瑜,FANG Yu(上海华虹NEC电子有限公司,上海,06)
期 刊：化学研究 ISTIC Journal：CHEMICAL RESEARCH 年，卷(期)：, 21(5) 分类号：X703.1 关键词：含氟废水 废水处理 混凝沉淀法 助凝剂