含氟废水处理技术研究进展

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.05.009云南化工

YunnanChemicalTechnology

Vol.46，No.5

May.2019

含氟废水处理技术研究进展渊江西师范大学化学化工学院袁江西摘万志鹏南昌330022冤要：近些年来袁含氟废水污染问题和饮用水含氟超标现象愈来愈受到人们关注遥着重介绍了沉淀法尧吸附法尧反渗透法及纳米材料在含氟废水处理中的应用遥关键词：含氟废水曰沉淀法曰吸附法曰反渗透法中图分类号：TU991.26文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）05-024-02ResearchProgressonTreatmentofFluorine-containingSewageWanZhipeng（CollegeofChemistryandChemicalEngineering,JiangxiNormalUniversity,Nanchang330022,China）fluorinecontentindrinkingwaterhaveattractedmoreandmoreattention.Thispaperreviewsthecurrentfluorine-containingwastewatertreatmenttechnology,focusingonthemethodsofprecipitation,adsorption,reverseosmosisandtheapplicationofnanomaterialsinthetreatmentoffluorine-containingwastewater.methodKeywords:fluorine-containingsewage;precipitationmethod;adsorptionmethod;reverseosmosisAbstract:Inrecentyears,theproblemoffluorine-containingwastewaterpollutionandtheexcessive随着人们环保意识的不断增强袁可持续发展的理念越来越受到重视遥工业生产产生的废水尧废气尧废渣的处理是每个化工企业都必须面临的问题遥含氟废水作为常见的工业废水袁涉及金属冶炼尧钢铁尧水泥尧铝电解尧陶瓷尧制药及半导体等化工领域袁其排放造成的环境污染日益严重遥氟元素对人体至关重要[1]袁当人体氟摄入量不足时袁容易产生龋齿尧牙釉质易受腐蚀尧骨骼系统发生病变尧造血功能受影响等症状曰但氟摄入过量时袁容易患氟斑牙尧骨质密度改变尧骨骼变形尧损害中枢神经和生殖系统遥我国污水综合排放标准中袁F-的质量浓度要低于10mg/L曰饮用水含F-量要低于1mg/L[2]遥近些年来袁工业的迅速发展导致含氟废水对环境造成了日益严重的破坏袁因此袁开发研究新的含氟废水处理技术及优化现有除氟工艺显得尤为重要曰相关化工企业应当严格把关袁确保含氟废水排放符合国家标准遥1沉淀法化学沉淀法是目前处理含氟废水最常用的方法袁工艺成熟袁通过向废水中加入石灰尧石灰乳尧氯化钙等含钙化合物袁使Ca2+离子与废水中的F-离子生成CaF2袁以沉淀形式除去曰该法对含氟量高的废水尤为适用遥传统方法受Ca2+浓度较小影响袁药剂投放量过大袁水中悬浮物较多袁且要求Ca2+与F-接触时间足够长才能达到满意的除氟效果袁处理后的废水氟化物含量较难稳定达标[3]遥鉴于此袁很多研究致力于优化化学沉淀法处理含氟废水效果袁并取得了一定成果遥肖雪峰等[4]对生产太阳能电池板车间高含氟废水进行处理袁通过投加钙源3级混凝沉淀法去氟袁得出当Ca2+投放量为2倍F-量袁混凝沉淀过程pH控制在8耀9袁混凝剂聚合氯化铝投放量为400mg/L袁助凝剂聚丙烯酰胺投放量为4mg/L时袁可显著降低废水中F-含量袁可达到国家一级排放标准遥姜科等[5]针对传统沉淀法难以回收利用氟资源的缺点袁采用流化床反应器模拟处理500耀1400mg/L的高浓度含氟废水袁以氯化钙为沉淀剂袁氟化钙颗粒作晶种袁并考察了流化床反应器连续运行过程中沉淀除氟的效率和稳定性袁发现出水中氟含量低于10mg/L袁废水中的氟离子可以快速被除去曰在连续运行过程中袁流化床反应器沉淀除氟高效稳定遥利用流化床反应器诱导结晶袁可以以氟化钙的形式回收废水中的氟遥高海生等[6]设计野熟石灰沉淀-水循环利用冶改进工艺袁处理后的水可以返回吸收塔循环利用袁能使整个系统封闭运行袁无废水排放曰在紧急情况下需要将含氟废水外排时袁采用PAC进行混凝深度处理工艺袁处理后的水可以达到国家一级排放标准遥沉淀法处理含氟废水袁操作简单袁效果明显袁成本低袁但有可能产生二次污染袁处理后仍无法满足排放要求遥不过袁随着沉淀法处理工艺的不断优化袁上述缺点能够获得解决遥-24-

2019年5月第46卷第5期

云南化工

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2吸附法吸附法处理含氟废水是利用一系列吸附剂的吸附作用袁使废水中氟化物去除的方法遥吸附效果的好坏袁很大程度上取决于吸附材料遥目前用于处理含氟废水的吸附材料有高分子类吸附剂袁如壳聚糖尧活性碳纤维尧粉煤灰等曰天然矿物类吸附剂袁如膨润土尧沸石等曰稀土类吸附剂袁如含锆尧含镧尧含铈吸附剂曰以及聚丙烯酰胺接枝体和生物碳吸附剂[7]遥利用吸附剂处理含氟废水关键在于提高处理效率袁能使吸附剂重复利用且克服干扰因素的影响袁这就要针对吸附机理进行深度研究袁不断开发新型高效廉价的吸附剂遥彭明国等[8]采用半干法制备羟基钙改性膨润土袁在膨润土层间羟基与F-的交换和Ca2+与F-共同作用下对含氟废水进行处理袁结果显示改性膨润土对含氟废水处理时间短袁160min即可达到平衡曰酸性1.72条时件可达有利到于化铝最吸在大附水中吸反附应除量的进行袁pH值控制在氟31.83mg/g吸附容量遥低李尧德吸贵附等[9]针对活性氧速率慢等缺点袁采用硫酸铝溶液改性活性氧化铝袁结果表明改性后的活性氧化铝除氟性能明显改善袁25min内达到吸附平衡袁废水中的氟离子浓度从19mg/L降到0.010mg/L袁除氟率达到99%以上曰除氟性能好于经氢氧化镧改性的活性氧化铝袁但较氢氧化钾和硫酸铁改性的性能差遥随着研究的不断深入及各种改性吸附材料被开发出来袁吸附法处理含氟废水具有良好的应用前景遥但是鉴于目前氟吸附剂大都处于实验室研究阶段袁在实际处理中存在一定的局限性袁开发廉价高效的新型吸附剂仍具有重要意义遥33.1其他处理方法反反渗渗透透法法处理含氟废水是利用半透膜的作用将氟离子与其他分子分离的技术袁该法在处理前应该对含氟废水进行预处理袁防止悬浮物对膜的污染RO冤遥工艺陆继来处理等低[10]含研究氟废利水用袁纳结果表滤渊NF明冤废-反水含渗透氟量小于80mg/L时袁一定操作条件下NF出水可以满足国家一级排放标准袁再经过RO深度处理后的水能够满足电镀用水要求曰该集成工艺可用于低含氟废水的分质回用遥反渗透法成本过高袁处理过程中反渗透膜很容易受到污染以及堵塞袁故实3.2际应随着纳米用很纳材料应少遥米技术用的不于含氟废水处断发展袁很理多研究者致力于将纳米材料应用于废水处理之中遥例如院曾宪银等[11]制备了氨基修饰的纳米Fe3O4吸附剂袁处理pH含离子为氟去6废除袁水时发现在初始氟离子含量为20mg/L袁率吸可达附时间到95%1h袁遥吸近附些剂年来投量袁为各种5g/L新型时氟的纳米材料被研究开发出来袁相信随着研究的不断深入袁纳米材料用于含氟废水处理将具有更广阔的前景遥4总结与展望随着人们对环境保护越来越重视袁国家对相应的化工企业废水处理要求越来越高遥目前含氟废水的处理方法虽然较多袁但都存在一定的缺点袁实际处理过程中往往要根据具体的水质情况进行合理的选择袁如院可采用沉淀法对含氟废水进行预处理袁减少后续处理的负担袁再根据相应对水质的要求采用吸附法尧反渗透法等进一步去除F-离子遥目前一些新型吸附材料和纳米材料袁虽然可以处理含氟废水袁并使氟化物降到很低的水平袁但大多处于实验室研究阶段袁距实际应用还有很大进步空间遥含氟废水处理技术研究的趋势应当朝着高效节能尧环保尧综合性能强的方向发展曰进一步深入研究除氟机理袁应用到实际工业中遥参考文献：[1]雷绍民,郭振华.氟污染的危害及含氟废水处理技术研究进展[2]GB78[J].金属原矿1996山,2012,袁国家41(4):152-155.[3]兴虹.钙盐沉淀法处污理水含综氟合废排水放的研究标准[S].20035(2):1-2.[J].辽宁科技学院学报,[4]肖氟雪废峰水,研究孙永[J].军,水梅处凯理,等技术.钙,沉2017(5):30-32.淀混凝处理太阳能电池生产高[5]姜定科性,周康根[J].化工.环流保化,床2018,反应38(5):88-92.器处理高浓度含氟废水的效率和稳[6]高处海理生技术,李瑞,2014(11):107-110.,樊彩梅.化学沉淀法处理酸性含氟废水研究[J].水[7]张[J].金水辉处,李理思技术,李,萍2013,,等.国内39(5):7-12.外含氟废水吸附处理方法研究进展[8]彭水明[J].国中,封国红给旗水,排李志水,宏2016(21):90-95.,等.羟基钙改性膨润土吸附处理含氟废[9]李[J].德材贵料,王研究与应贤婷.硫用酸,2015,铝改性9(1)活性院32-35.氧化铝的除氟性能试验研究[10]孔垂氟化鹏物,的研究聂玉伦[J].,胡环境春.工程Mg/Al/Fe学报,2010,4(1):110-114.复合氧化物吸附去除水体中[11]曾宪银研究[J].,科王学志技术创强,任月新明,.2011(14):1.氨基化纳米Fe3O4处理含氟废水的收稿日期：2019-03-06作者简介：万志鹏(1996-)袁男袁南昌人袁主要研究方向为高分子材料遥-25-

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