怎么去除水中氟化物

怎么去除水中氟化物

在地壳中,氟含量为544ppm,是丰度第13位的元素。氟主要是以萤虫(CaF2)、氟磷酸钙(Ca10F2(PO4)6)、冰晶石(Na3AlF6)等化合物的形式存在于自然界中。岩石、矿物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要来源。中国高氟水的分布如图1所示。工业生产过程中,也会排放大量的含氟废气、废液和废渣。造成工业氟污染的氟化物主要来源于冶金工业的炼铝、炼钢,化学工业的磷肥和氟塑料生产,硅酸盐工业的砖瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生产,电力工业的燃煤发电。
废气和废液会直接污染环境,而含氟废渣也会成为间接的氟污染源。这些含氟废气、废液和废渣的特点是排放集中,引起周边人、畜中毒,引发地方性氟病。
科学研究发现,氟对人体中的钙、磷具有极强的亲和力,它能破坏机体钙、磷的正常代谢,并能抑制某些酶的活性,由此会引发一系列包括:氟斑牙、氟骨症、肾脏、肝脏、大脑损害、免疫功能异常、肺水肿、肺出血、儿童智力下降等疾病。
氟在自然环境中的形态也是多种多样的,在空气中氟主要以氟化氢(HF)、四氟化硅(SiF4)的形式逸散在空气中,在土水系统中的氟的形态一般可分为:水溶态、可交换态、吸附态等。水溶态氟主要指以离子或络合物存在于土壤和水体溶液中的氟,包括F-、HF2-、H2F3-、H3F4-、AlF63-等。在水中存在着由腐植质等形成的一些有机配体,也可和氟与金属离子(Pb2+、 Hg2+、 Co2+、Zn2+等)形成复杂的络合物和螯合物。
地表水、生活饮用水、污水及含氟工业废水的排放标准如表1所示。
 
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——沉淀法和吸附法。除这两类方法外,还有离子交换树脂除氟法、超滤膜法、电凝聚法、电渗析法,由于成本高和除氟率低等原因,这些方法至今很少推广应用于常用除氟工艺。
吸附法
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,适用于水量较小的饮用水深度处理。用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、骨炭、沸石、膨润土、活性炭、羟基磷灰石,及对氟吸附容量较高的氧化锆等稀土化合物。利用这些吸附剂可将废水中氟离子浓度降到1mg/L以下,达到饮用水的标准。
沉淀法
沉淀法主要包括化学沉淀法和混凝沉淀法。
对于高浓度含氟水(氟离子浓度大于20mg/L),一般采用石灰或电石渣沉淀法,利用石灰中的钙离子与氟离子生成氟化钙沉淀而去除氟离子。化学沉淀法具有原理简单、处理方便、成本低、效果好的特点,目前广泛应用于处理高浓度的含氟水。但在一定程度上存在设备庞大、处理后出水很难达标、沉渣沉降缓慢且脱水困难等缺点,常常需要添加氯化钙或其他混凝剂,使沉淀加速。
对于低浓度含氟水(氟离子浓度小于20mg/L),一般采用混凝沉降法,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。混凝沉降法具有药剂投加量少、处理水量大等优点,但一般只适用于含氟较低的水处理,如果要取得更好的效果则需要与其他方法联合使用。但除氟效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等阴离子浓度的影响较大。近年来随着化学和水处理工业的不断发展,很多高效的混凝除氟剂不断涌现,使强化混凝技术重现生机,随着传感技术和自动控制技术的应用,实时控制混凝剂的投加量已成为可能。
有机氟污水处理设备
 
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