含氟废水的处理方法有哪些

氟含量过高对环境和人体影响很大，处理含氟废水常用的方法有：

1.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，即在废水中加入石灰，除去氟离子和钙离子，生成CaF2沉淀。该工艺方法简单，处理方便，成本低廉，但存在处理后出水难以达标，污泥沉降速度慢，脱水困难等缺点。

氟化钙在18℃水中的溶解度为16.3mg/L，以氟离子计为7.9mg/L。此溶解度下的氟化钙会形成沉淀，当残留氟含量为10-20mg/L时，沉淀形成速度会减慢。当水中含有一定量的盐类，如氯化钠、硫酸钠、氯化铵等时，氟化钙的溶解度会增大。因此，用石灰处理的废水中氟含量一般不低于20-30mg/L。

石灰价格便宜，但溶解度较低，只能以乳状液形式投加，由于生成的CaF2沉淀物包裹在Ca(OH)2颗粒表面，不能充分利用，因此用量较大。投加石灰乳时，即使用量使废水的pH达到12，也只能将废水中的氟离子浓度降至15mg/L左右，且水中悬浮物含量很高。当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性钙盐时，由于同离子效应，氟化钙的溶解度降低。

在含氟废水中加入石灰和氯化钙的混合物，经中和、澄清、过滤后，在pH为7～8时，废水中的总氟含量可降至10mg/L左右。为了使生成的沉淀物迅速凝结沉淀，可在废水中单独或联合加入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)。为了不破坏已形成的絮凝体，搅拌操作应缓慢进行，用静态分离法将生成的沉淀物分离成固液。

在任何pH下，氟离子浓度都随着钙离子浓度的增加而降低，当过量钙离子小于40mg/L时，氟离子浓度随钙离子浓度的增加而迅速降低，而当钙离子浓度大于100mg/L时，氟离子浓度随钙离子浓度的变化比较缓慢。

因此，采用石灰沉淀法处理含氟废水时，不能单纯通过增加过量石灰的投加量来提高除氟效果，而应协调考虑除氟效率与经济效益，既能达到良好的除氟效果，又能尽量少投加石灰，这也有利于减少处理后排出的污泥量。

2、絮凝沉淀法

铝盐是氟离子废水絮凝沉淀法中常用的絮凝剂，将铝盐加入水中后，通过铝盐水解中间产物Al3+与F-的络合以及最终生成的Al(OH)3(am)矾花，配位体交换，物理吸附及氟离子的扫除，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，一次处理即可达到国家排放标准等优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子有良好的混凝去除效果。

使用铝盐时，混凝最佳pH为6.4～7.2，但投加量较大，根据不同情况每m3水需投加150～1000g，这会造成出水中含有一定量对人体健康有害的溶解铝。使用聚合铝后，投加量可减少一半左右，絮凝沉淀pH范围扩大到5～8。聚合铝的除氟效果与聚合铝本身的性质有关，碱度为75%的聚合铝除氟效果最好，水中F与Al的摩尔比为0.7左右时投加量最佳。

铝盐絮凝沉淀法也有明显的缺点，即其适用范围较小。若氟含量较高，则混凝剂用量大，处理成本高，产生大量污泥。氟离子去除效果受搅拌条件、沉淀时间等操作因素以及水中SO42-、Cl-等阴离子影响较大，出水水质不够稳定。这与目前对混凝除氟机理认识不足有关。对絮凝除氟机理的研究具有明显的实际意义。

铝盐絮凝去除氟离子的机理比较复杂，主要包括吸附、离子交换、络合沉淀三种机理。

（1）吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程属静电吸附，最直接的证据是AC或PAC含氟絮凝体吸附带电的氟离子，正电荷部分被中和，在相同pH条件下，ζ电位低于絮凝体本身。另一证据是，当水中SO42-、Cl-等阴离子浓度较高时，由于竞争作用，絮凝过程中形成的Al(OH)3矾絮体对氟离子的吸附能力将明显降低。

（2）离子交换。氟离子的半径和电荷与氢氧离子相似。在铝盐絮凝除氟过程中，多羟基阳离子如(OH)147+加入水中，水解后生成无定形的Al(OH)3(am)沉淀，阳离子中的OH-与F-进行交换。此交换过程在等电条件下进行，交换后絮体的电荷不变，絮体的zeta电位不会升高或降低。但此过程中释放出的OH-会使体系的pH值升高，说明离子交换也是铝盐除氟的重要作用方式。

（3）络合物沉淀。F-可与Al3+形成AlF2+、AlF2+、AlF3和AlF63-等6种络合物。通过溶液化学平衡计算可知，在F-浓度为1×10-4～1×10-2mol/L的铝盐混凝除氟体系中，在pH为5～6时，主要以AlF2+、AlF3、AlF4-和AlF52-的形式存在。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）或混入新生成的Al(OH)3(am)絮体中而沉降下来。絮凝物红外光谱和XPS光谱中最终观察到的铝氟络合离子AlFx(3-x)+，一部分是络合沉淀的结果，另一部分可能是离子交换的产物。数据参考仅供参考