鋁型材輪廓處置懲罰 中低濃度含氟廢水的處置懲罰 工藝手藝

1 媒介

氟是一種微量元素，長時間 飲用含氟量年夜 于1.5mg/L以上的水則會給人體健康帶來不良的影響。《電鍍污染物排放尺度 GB21900-2008》中劃定 鋁型材行業(yè)廢水中氟化物的排放尺度 是小于10.0mg/L，而一般鋁型材行業(yè)對含氟廢水的處置只是單一的投加石灰，即采取 鈣鹽沉淀法，處置結(jié)果 欠安 ，很難到達(dá) 國度 排放尺度 。在國度 情況 庇護要求愈來愈 嚴(yán)厲 的情況下，有需要 追求 更有用 的處置方式 。

含氟廢水，今朝 國內(nèi)年夜 多半 出產(chǎn)廠還沒有 完美 的處置舉措措施 ，所排放的廢水中氟含量跨越 國度 排放尺度 ，嚴(yán)重污染情況 。依照 國度 污水綜合排放尺度 ，氟離子濃度應(yīng)小于10mg/L；對 飲用水，氟離子濃度要求在1mg/L以下。

今朝 國表里 經(jīng)常使用 的含氟廢水處置方式 年夜 致分為兩類，即沉淀法和吸附法。

化學(xué)沉淀法是經(jīng)由過程 投加鈣鹽等化學(xué)藥品，構(gòu)成 氟化物沉淀或氟化物被吸附于所構(gòu)成 的沉淀物中而配合 沉淀。該方式 簡單、處置便利，費用低，但石灰消融 度低，只能以乳狀液投加，且發(fā)生 的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2顆粒的外面 ，使之不克不及 被充執(zhí)行 使 ，因此 用量年夜 。處置后的廢水中氟含量一般只能下降到15mg/L，很難到達(dá) 國標(biāo)一級尺度 。并且 存在泥渣沉降遲緩 ，脫水艱巨，處置年夜 流量排放物周期長，不順應(yīng) 連氣兒處置連氣兒排放等弱點。

吸附法是指含氟廢水流經(jīng)接觸床，經(jīng)由過程 與床中固體介質(zhì)進行離子互換或化學(xué)反映，去除氟化物。這類 方式 只合用 于低濃度的含氟廢水或經(jīng)其他方式 處置后氟化物濃度降至10~20mg/L的廢水。并且 接觸床的再生及高濃度再生液的處置是全部 運行進程 中不行貧乏 的一部門，接觸床頻仍 的再生使運行本錢 較高。

2 處置工藝

2.1 鈣鹽沉淀法

含氟廢水傳統(tǒng)的處置方式 就是投加石灰、硫酸鈣、氯化鈣等可溶性鈣鹽使鈣離子與氟離子反映生成CaF2沉淀，來實現(xiàn)去除廢水中F－的目標(biāo) 。該工藝簡單便利、費用低，但存在一些不足。投加石灰乳時，即便 廢水pH值到達(dá) 12，也只能使水中氟離子的質(zhì)量濃度下降至15.0 mg/L閣下 [1]，即便 用水溶性較好的CaCl2，其用量一般也需保持 在理論用量的數(shù)倍，由于 Ca2+和F－生成CaF2的反映速度較慢，且構(gòu)成 的CaF2微細(xì)晶粒自己 具有必然 的消融 度(18℃時為16.3 mg/L)，所以到達(dá) 均衡 需較長的時候 。為使反映加速 ，需插足過量的Ca2+，使投加的鈣鹽與水中F－的物資 的量比達(dá)2倍以上，但氟離子濃度仍然 很難到達(dá) 國度 排放尺度 ，是以 該方式 一般合用 于高濃度含氟廢水的一級處置或預(yù)處置。并且 石灰用量的增添 ，致使 一系列的問題，如pH值偏高、下降 pH值的本錢 升高、廢水色彩 變異等，這些問題都是鈣鹽沉淀法難以解決的。

2.2 混凝沉降法

混凝沉降法是經(jīng)由過程 在水中插足鐵鹽和鋁鹽兩年夜 類混凝劑，在水中構(gòu)成 帶正電的膠粒，膠?？梢曰蛟S 吸附水中的F－而彼此凝集 為絮狀物沉淀，從而到達(dá) 除氟的目標(biāo) ?；炷恋矸ㄒ话憬?jīng)由過程 與中和沉淀法配合使用，實現(xiàn)對高氟廢水的處置。其除氟結(jié)果 受攪拌前提 、沉降時候 等身分 的影響，是以 出水水質(zhì)不敷 不變。鐵鹽類混凝劑一般需要配合Ca(OH)2使用，才能實現(xiàn)高效力 除氟，處置后的廢水需要用酸中和后才能排放，是以 工藝對照 復(fù)雜。鋁鹽除氟法是在水中插足硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁等鋁鹽混凝劑，行使 A13+與F－的絡(luò)合和 鋁鹽水解后發(fā)生 的A1(OH)3礬花，從而到達(dá) 去除廢水中F－的目標(biāo) 。在這根蒂根基 上再插足高份子 絮凝劑，就可以 加速 絮狀物的生成及沉降，除氟結(jié)果 更好。由于其藥劑投加量小、本錢 低，一次處置后出水便可 到達(dá) 國度 排放尺度 ，是以 鋁鹽混凝沉降法在工業(yè)廢水處置中利用較為普遍 。

3 混凝沉降法處置低濃度含氟廢水實驗 研究

3.1 研究機理

硫酸鋁混凝處置低濃度含氟廢水的化學(xué)進程 極其 復(fù)雜，有的反映今朝 還沒有 定論，對除氟機理的詮釋也不盡不異，是以 有需要 研究硫酸鋁混凝沉降處置低濃度含氟廢水的反映前提 與其結(jié)果 。

行使 鋁鹽水解后出產(chǎn)的Al(OH)3am礬花，去除廢水中的氟離子為其基來源根基 理。其反映式以下 [2]：

水解：n A13++m H2O→[Aln(OH)m]3n-m+mH+

配合：[Aln(OH)m]3n-m+p F→[A1nFp(OH)m]3n-m-p

[Aln(OH)m]3n-m+kSO42+ →[Aln(SO4)k(OH)m]3n-m-2k

[Aln(SO4)k(OH)m]3n-m-2k+ p F－→[A1nFp(SO4)k(OH)m]3n-m-2k-p

Al2(SO4)3水解成份 特別很是復(fù)雜，生成的產(chǎn)品 及其所含Al的比例跟著 水體酸堿度的轉(zhuǎn)變 也響應(yīng) 改變，已證實的水解產(chǎn)品 不下20種，影響除氟結(jié)果 的身分 首要 有三個方面：即酸堿度轉(zhuǎn)變 影響除氟沉淀物的消融 性；改變沉淀物的集合狀況 和構(gòu)造 ，從而影響比外面 ；改變氫氧化鋁溶膠的膠團構(gòu)造 [3]。混凝沉淀法配合高份子 絮凝劑，改變沉淀物的集合狀況 ，影響其比外面 ，加速沉淀，強化了除氟結(jié)果 。其反映式以下 ：

RCOO－+X[A1nFp(SO4)k(OH)m]3n-m-2k-p →RCOO·X[A1nFp(SO4)k(OH)m]3n-m-2k-p

3.2 實驗 流程與方式

接納 必然 量分歧 時段的低濃度含氟廢水，插足石灰、硫酸鋁（96%以上剖析 純）、PAM等藥劑，攪拌后靜置沉淀，取其上清液用電極電位法丈量 其氟化物濃度。

第一組嘗試采取 1號低濃度含氟廢水，pH值為3.9，F(xiàn)－濃度為18.1 mg/L，每次500mL，攪拌時候 為30分鐘。從表1嘗試數(shù)據(jù)上剖析 ，石灰量的增多，對低濃度含氟廢水處置結(jié)果 影響不年夜 ，這與氟化鈣在一般溫度下水中的飽和消融 渡過 高有關(guān)，石灰＋CaCl2的組合驗證了其對某些低濃度廢水處置結(jié)果 欠安 的理論。1-5號嘗試發(fā)生 了年夜 量的沉淀，沉渣較多、溶液混濁，但除氟結(jié)果 精良。

表1 第一組嘗試

編 號

pH值

CaCl2（g）

石灰（g）

硫酸鋁（g）

F－（mg/L）

1號原水

3.9

――

――

――

18.1

1-1號

11.3

――

10.0

――

13.1

1-2號

7.9

――

5.0

――

12.6

1-3號

4.0

10.0

――

――

13.1

1-4號

7.6

8.5

1.5

――

11.4

1-5號

4.2

――

1.0

7.0

11.7

第二組嘗試采取 2號低濃度含氟廢水，pH值為5.5，F(xiàn)－濃度為23.9 mg/L，每次500mL，攪拌時候 為5min，先用NaOH調(diào)理 pH值，再插足硫酸鋁后攪拌，再次插足NaOH調(diào)理 溶液的pH值，為認(rèn)識 決溶液混濁不清的問題最后插足2mL的PAM，改變氫氧化鋁的集合狀況 和構(gòu)造 ，沉淀靜置后丈量 氟離子濃度。2-5號嘗試是用硫酸鋁調(diào)理 廢水pH值，用量少于0.2g。從表2嘗試數(shù)據(jù)可以看出，廢水pH值、硫酸鋁用量直接影響除氟結(jié)果 。

表2 第二組嘗試

編 號

第一次pH值

最后pH值

硫酸鋁（g）

F－（mg/L）

2號原水

5.5

――

――

23.9

2-1號

7.3

7.0

0.5

4.9

2-2號

7.4

6.9

0.5

3.8

2-3號

8.6

6.8

0.2

5.8

2-4號

8.6

6.8

0.2

6.1

2-5號

8.6

6.8

15.1

2-6號

5.5

8.5

0.2

16.9

2-7號

5.5

6.7

0.2

7.7

第三組嘗試采取 3號低濃度含氟廢水，pH值為4.9，F(xiàn)－濃度為22.3 mg/L，每次500mL，攪拌時候 為2-3min，采取 先加硫酸鋁，再用NaOH調(diào)理 溶液pH值，最后插足2mL的PAM，沉淀靜置后丈量 氟離子濃度。從表3數(shù)據(jù)可以看出，廢水最好 反映pH值為6.3～7.0，pH值與硫酸鋁用量之間的棄取 ，關(guān)系到廢水處置本錢 的節(jié)制 。

表3 第三組嘗試

編 號

最后pH值

硫酸鋁（g）

F－（mg/L）

3號原水

4.9

――

21.3

3-1號

7.7

0.50

9.0

3-2號

7.7

0.22

14.1

3-3號

7.5

0.22

13.4

3-4號

7.3

0.22

12.0

3-5號

7.1

0.22

10.9

3-6號

6.5

0.22

6.4

3-7號

6.1

0.24

7.2

3-8號

7.7

1.00

4.4

3-9號

8.0

1.00

4.5

3-10號

6.3

1.00

0.95

3-11號

8.0

0.70

7.2

3-12號

7.0

0.70

2.0

第四組嘗試采取 4號低濃度含氟廢水，pH值為8.0，F(xiàn)－濃度為27.5 mg/L，每次1000mL，攪拌時候 為2-3min，采取 先加硫酸鋁，再用NaOH調(diào)理 溶液pH值，最后插足3-4mL的PAM，沉淀靜置后丈量 氟離子濃度。從表4數(shù)據(jù)可以看出，PAM在這反映中起到必然 的感化 ，但首要 要害 的因數(shù)還是pH值的調(diào)理 和硫酸鋁用量的幾何，固然 最好 pH值在6.3～7.0，但硫酸鋁水解呈酸性，加的量越多，廢水pH值越小，處置結(jié)果 越好，可以調(diào)控的溶液pH值局限 越年夜 ，但調(diào)理 pH值的NaOH用量就越年夜 ，本錢 也響應(yīng) 的增添 。若何 處置它們之間的配比，是企業(yè)必需 思慮 和節(jié)制 解決的問題。

表4 第四組嘗試

編 號

最后pH值

硫酸鋁（g）

PAM（mL）

F－（mg/L）

處置水量（mL）

4號原水

8.0

――

――

27.5

――

4-1

6.8

1.4

4

3.4

1000

4-2

8.0

1.4

3

11.7

1000

4-3

8.0

1.4

4

10.4

1000

4-4

8.0

1.5

4

9.3

1000

5號原水

6.0

――

――

16.5

――

4-5

7.5

1.5

0

2.0

1000

4-6

8.0

1.5

0

2.9

1000

4-7

7.5

7.5

0

3.0

5000

針對上述的問題，我們起首 確認(rèn)硫酸鋁的用量。從嘗試數(shù)據(jù)可以看出，1升含氟濃度為25～30 mg/L的廢水，需要1.0～1.4g的硫酸鋁，更低濃度的含氟廢水可以響應(yīng) 地削減 用量，反映的pH值最好 局限 可以到達(dá) 6.3～7.5，出水氟離子濃度可以到達(dá) 4.0mg/L以下、沉渣較少，可以到達(dá) 國度 排放尺度 。表5是采取 分歧 時段和分歧 濃度的5000mL廢水進行的嘗試數(shù)據(jù)，嘗試了局很好地證清楚明了 上述的結(jié)論。

表5 第五組嘗試

編 號

原始pH值

處置前

F－（mg/L）

硫酸鋁（g）

PAM

（mL）

最后pH值

處置后

F－（mg/L）

5-1

6.0

16.5

7.0

5

7.5

6.0

5-2

8.0

24.5

7.5

0

6.9

3.9

5-3

4.9

25.0

7.5

6

7.5

7.6

5-4

8.3

21.8

7.0

5

7.7

6.4

5-5

7.4

20.8

4.0

0

6.8

6.1

4 結(jié) 語

經(jīng)由過程 對鋁型材行業(yè)低濃度含氟廢水（氟離子濃度平均為25.0mg/L）處置進行實驗 研究，顛末幾種方案的研究剖析 和比較 ，采取 投加硫酸鋁和高份子 聚合物的方式 來處置這類 低濃度含氟廢水結(jié)果 較好。

今朝 含氟廢水的處置方式 較多，在選擇處置方式 時要依照 企業(yè)現(xiàn)實 情況，水質(zhì)情況和要求到達(dá) 的尺度 而定，特別 要正視 以廢治廢和綜合行使 ，選擇合適 企業(yè)本身 情況的處置方式 。低濃度含氟廢水零丁 使用石灰除氟，余氟濃度在10～20mg/L之間，加年夜 石灰用量不僅帶來過量的堿度和硬度造成新的污染，并且 處置結(jié)果 欠安 ；采取 硫酸鋁混凝沉降法處置結(jié)果 好，除氟率高，工業(yè)硫酸鋁價錢 廉價 ，建造 流程簡單， 1升含氟濃度為25～30 mg/L的廢水，需要1.0～1.4g的硫酸鋁（剖析 純級）。

由于實驗 前提 所限，高份子 絮凝劑僅采取 最通俗 的PAM進行實驗 ，其它高份子 絮凝劑可能結(jié)果 更佳，但未進行工業(yè)上的實驗 獲得 進一步的數(shù)據(jù)，從此將繼續(xù)加以研究。