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對于高濃度含氟工業(yè)廢水,一般采用鈣鹽沉淀法,使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀而除去。該工藝具有方法簡單、處理方便、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但存在處理后出水很難達(dá)標(biāo)、泥渣沉降緩慢且脫水困難等缺點(diǎn)。
氟化鈣在18 ℃時(shí)于水中的溶解度為16.3 mg/L,按氟離子計(jì)為7.9 mg/L,在此溶解度的氟化鈣會形成沉淀物。氟的殘留量為10~20 mg/L時(shí)形成沉淀物的速度會減慢。當(dāng)水中含有一定數(shù)量的鹽類,如氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨時(shí),將會增大氟化鈣的溶解度。因此用鈣鹽處理后的廢水中氟含量一般不會低于20~30 mg/L。鈣鹽的價(jià)格便宜,但溶解度低,只能以乳狀液投加,由于生產(chǎn)的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2顆粒的表面,使之不能被充分利用,因而用量大。
投加鈣鹽時(shí),即使其用量使廢水pH達(dá)到12,也只能使廢水中氟離子濃度下降到15 mg/L左右,且水中懸浮物含量很高。當(dāng)水中含有氯化鈣、硫酸鈣等可溶性的鈣鹽時(shí),由于同離子效應(yīng)而降低氟化鈣的溶解度。為使生成的沉淀物快速聚凝沉淀,可在廢水中單獨(dú)或并用添加常用的無機(jī)鹽混凝劑(如三氯化鐵)或高分子混凝劑(聚丙烯酰胺)。為不破壞這種已形成的絮凝物,攪拌操作宜緩慢進(jìn)行,生成的沉淀物可用靜止分離法進(jìn)行固液分離。在任何pH下,氟離子的濃度隨鈣離子濃度的增大而減小。在鈣離子過剩量小于40 mg/L時(shí),氟離子濃度隨鈣離子濃度的增大而迅速降低,而鈣離子濃度大于100 mg/L時(shí)氟離子濃度隨鈣離子濃度變化緩慢。因此,在用鈣鹽沉淀法處理含氟廢水時(shí)不能用單純提高鈣鹽過剩量的方法來提高除氟效果,而應(yīng)在除氟效率與經(jīng)濟(jì)性二者之間進(jìn)行協(xié)調(diào)考慮,使之既有較好的除氟效果又盡可能少地投加鈣鹽。這也有利于減少處理后排放的污泥量。
由于氟化物不是廢水中僅一個(gè)要被除去的污染物,因此要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理方法。廢水中存在著一定量的強(qiáng)電解質(zhì),產(chǎn)生鹽效應(yīng),增加了氟化鈣的溶解度,降低除氟效果。其有效的處理方法是先用無機(jī)酸將廢水pH調(diào)到6~8之間,再與鈣鹽等反應(yīng)就可有效地除去氟離子。若廢水中含有磷酸根離子,則先用鈣鹽處理至pH大于7,再將沉淀物分離出來。對于成分復(fù)雜的含氟廢水,可用加酸反調(diào)pH法,即首先在廢水中加入過量的鈣鹽,使pH=11,當(dāng)鈣離子不足時(shí)補(bǔ)加氯化鈣,攪拌20 min,然后加鹽酸使廢水pH反調(diào)到 7.5~8,攪拌20 min,加入絮凝劑,攪拌后放置30 min,然后底部排泥,上清液排放。
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