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氟化工工业三废中会含有那些废物(含氟废水处理化学原理)

作者:易秋      发布时间:2021-08-30      浏览量:65392
氟化工工业三废中会含有那些废物氟化钾、氯化钾固废及废水;有机氯化物、有机氟化物焦油;氯化氢、氟化氢废气含氟废水处理化学原理含氟废水,目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施,所排放的废水中氟含量超过国家排放标准,严重污染环境。按照国家污水综合

氟化工工业三废中会含有那些废物



氟化钾、氯化钾固废及废水;有机氯化物、有机氟化物焦油;氯化氢、氟化氢废气


含氟废水处理化学原理



含氟废水,目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施,所排放的废水中氟含量超过国家排放标准,严重污染环境。按照国家污水综合排放标准,氟离子浓度应小于10mg/L;对于饮用水,氟离子浓度要求在1mg/L以下。 目前国内外常用的含氟废水处理方法大致分为两类,即沉淀法和吸附法。化学沉淀法是通过投加钙盐等化学药品,形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀。该方法简单、处理方便,费用低,但石灰溶解度低,只能以乳状液投加,且产生的CaF<SUB>2</SUB>沉淀包裹在Ca(OH)<SUB>2</SUB>颗粒的表面,使之不能被充分利用,因而用量大。处理后的废水中氟含量一般只能下降到15mg/L,很难达到国标一级标准。而且存在泥渣沉降缓慢,脱水困难,处理大流量排放物周期长,不适应连续处理连续排放等缺点。<BR>        吸附法是指含氟废水流经接触床,通过与床中固体介质进行离子交换或化学反应,去除氟化物。这种方法只适用于低浓度的含氟废水或经其他方法处理后氟化物浓度降至10~20mg/L的废水。而且接触床的再生及高浓度再生液的处理是整个运行过程中不可缺少的一部分,接触床频繁的再生使运行成本较高。<BR>        此外,还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析等,但因为处理成本高,除氟效率低,至今多停留在实验阶段,很少推广应用于工业含氟废水治理。<BR>        絮凝一气浮处理含氟废水新工艺是在传统工艺的基础上,采用絮凝一气浮一吸附相结合的工艺处理含氟废水。<BR>        1.基本原理<BR>        利用铝离子的三种机理来去除氟离子,即:<BR>        (1)吸附。铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性Al(OH)<SUB>3 </SUB>(am)原体对氟离子产生氢键吸附,氟离子半径小,电负性强,这一吸附方式很容易发生。<BR>        (2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近,铝盐絮凝除氟过程中,投加到水中的A1<SUB>13 </SUB>O<SUB>4 </SUB>(0H) <SUB>14</SUB><SUP>7+</SUP> 等聚阳离子及水解后形成的无定性Al(0H)<SUB>3</SUB> (am)沉淀,其中的OH<SUP>-</SUP>与F<SUP>-</SUP>发生交换,这一交换过程是在等电荷条件下进行的。<BR>        (3)络合沉淀。F<SUP>-</SUP>能与Al<SUP>3+</SUP>等形成从AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUB>3</SUB>到AlF<SUB>6</SUB><SUP>3-</SUP> 6种络合物,络合沉降而去除F<SUP>-</SUP>。<BR>        络合离子方程式如下:<BR>        F<SUP>-</SUP>+ Al<SUP>3+</SUP> →AlF<SUP>2+</SUP>↓+ AlF<SUB>2</SUB><SUP>+</SUP>↓+ AlF<SUB>3</SUB>↓+ AlF<SUB>4</SUB><SUP>-</SUP>↓+ AlF<SUB>5</SUB><SUP>2-</SUP>↓+ AlF<SUB>6</SUB><SUP>3-</SUP>↓<BR>        絮凝产生的絮状物通过气浮装置达到有效的固液分离,出水经过砂滤再通过活性炭吸附后排放。<BR>        2.应用实例<BR>        某半导体厂含氟废水平均进口浓度为165.54m/L,pH=2.39,排放水量为50m<SUP>3</SUP>/d。《污水综合排放标准》( GB8978 -1996)一级标准为:F-≤10mg/,pH=6~9。处理工艺流程见图1。<BR><IMG alt="" src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244475.gif"><P>        生产废水首先流入调节沉淀池,然后由泵提入絮凝反应池,同时通过自动加药机投加药剂NaOH,2‰聚铝及0.005‰的PAM助凝剂,进行絮凝反应。加药过程中,观察pH值显示仪的读数,根据声值调节NaOH的投加量,控制pH在7左右。絮凝反应时间约为15min。出水自流入气浮分离池,由溶气释放器中释放出来的溶气水将絮凝后的沉淀托出水面,在液面上形成沉淀物浮渣,浮渣经刮渣机刮出后进入干化箱,静沉后的清洁液再流入调节沉淀池,沉渣干化后可外运填埋或焚烧处理。气浮分离池下部的清液自流入清水池中,部分清水由溶气泵提入溶气罐,作为气浮用的溶气水,其余的清水由泵提入砂滤塔,经过砂滤的水再进入活性炭吸附罐进行深度处理,最后直接排放。<BR>        在调试期间发现pH值对各阶段的处理效果有一定影响(表1),由表1可见,当声值控制在7.0左右时处理效果最佳。<BR> <IMG alt="" src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244371.gif"><BR> <BR>        3.运行效果<BR>        这套处理设施竣工投用以来,经环境监测权威机构多次对设施进出口F-浓度进行采样监测。监测结果表明,该含氟废水处理设备出口排放物中的州值均在6.5~7之间,F-的浓度均小于5mg/L,排放指标均达到了国家污水综合排放一级标准,除F-效率达98.9%。<BR>        同时经济评估表明,这套设施充分利用了工厂原有的调节沉淀池、部分管路等设施,总投资不高,除去设备折旧费及人工费,总运行费用每吨仅为0.50元。<BR>        4.结论<BR>        (1)絮凝一气浮处理含氟废水工艺继承了传统工艺的优点,充分利用铝盐絮凝的吸附、离子交换、络合沉淀等作用机理,缓解后续处理的负荷,且采用聚铝作为絮凝剂比采用铝盐用量减少一半,处理费用进一步降低。<BR>        (2)将气浮技术运用于含氟废水处理中,解决了以往固液分离的难题,使设备能稳定运行。<BR>        (3)出水末端采用活性炭吸附,给出水稳定达标排放提供保障。<BR>        (4)在工艺中,用NaOH取代传统的Ca(OH)<SUB>2</SUB>,使泥渣量减少,解决了传统工艺泥渣多,易结垢,处理效果不佳,管路易堵塞等难题。<BR> <STRONG>       参考文献<BR></STRONG>        1 凌波.铝盐混凝沉淀除氟水.水处理技术.1990,16(2):418~421<BR>        2 刘裴文、萧举强、王萍等.含氟废水处理过程的吸附交换机理—离子交换与吸附.1991.7(50):375~382<BR>        3 胡万里.混凝、混凝剂、混凝设备.化学工业出版社,环境科学工程出版中心<BR>        4 卢建杭、刘维屏、王红斌铝盐混凝法除氟离子的一般规律.化工环保.2000                        </P> <center></center></td></tr>好像有点乱,看下面的地址吧!


含氟废水的处理方法有哪些



氟超标对环境对人体都存在很大影响,常用的含氟废水处理方法有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,即向废水中投加石灰,使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点,但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。氟化钙在18℃时于水中的溶解度为16.3mg/L,按氟离子计为7.9mg/L,在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10~20mg/L时形成沉淀物的速度会减慢。当水中含有一定数量的盐类,如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时,将会增大氟化钙的溶解度。因此用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20~30mg/L。石灰的价格便宜,但溶解度低,只能以乳状液投加,由于生产的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面,使之不能被充分利用,因而用量大。投加石灰乳时,即使其用量使废水pH达到12,也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L左右,且水中悬浮物含量很高。当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性的钙盐时,由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度。含氟废水中加入石灰与氯化钙的混合物,经中和澄清和过滤后,pH为7~8时,废水中的总氟含量可降到10mg/L左右。为使生成的沉淀物快速聚凝沉淀,可在废水中单独或并用添加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)。为不破坏这种已形成的絮凝物,搅拌操作宜缓慢进行,生成的沉淀物可用静止分离法进行固液分离。在任何pH下,氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减小。在钙离子过剩量小于40mg/L时,氟离子浓度随钙离子浓度的增大而迅速降低,而钙离子浓度大于100mg/L时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此,在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果,而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑,使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。2、絮凝沉淀法氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后,利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的配体交换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。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、一次处理后可达国家排放标准的优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子都具有较好的混凝去除效果。使用铝盐时,混凝最佳pH为6.4~7.2,但投加量大,根据不同情况每m3水需投加150~1000g,这会使出水中含有一定量的对人体健康有害的溶解铝。使用聚铝后,投加量可减少一半左右,絮凝沉淀的pH范围扩大到5~8。聚铝的除氟效果与聚铝本身的性质有关,碱化度为75%的聚铝除氟最佳,投加量以水中F与Al的摩尔比为0.7左右时最佳。铝盐絮凝沉淀法也存在着明显的缺点,即使用范围小,若含氟量大,混凝剂使用量多,处理费用较大,产生污泥量多;氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-,Cl-等阴离子的影响较大,出水水质不够稳定,这与目前对混凝除氟机理认识还很不够有关,研究絮凝除氟机理具有明显的现实意义。铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂,主要有吸附、离子交换、络合沉降三种作用机理。(1)吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附,最直接的证据是AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子,正电荷被部分中和,相同pH条件下ζ电位要比其本身絮体要低。另一证据是当水中SO42-,Cl-等阴离子的浓度较高时,由于存在竞争,会使絮凝过程中形成的Al(OH)3矾花对氟离子的吸附容量显著减少。(2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近,铝盐絮凝除氟过程中,投加到水中的Al13O4(OH)147+等聚羟阳离子及其水解后形成的无定性Al(OH)3(am)沉淀,其中的OH-与F-发生交换,这一交换过程是在等电荷条件下进行的,交换后絮体所带电荷不变,絮体的ζ电位也不会因此升高或降低,但这一过程中释放出的OH-,会使体系的pH升高,说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式。(3)络合沉淀。F-能与Al3+等形成从AlF2+,AlF2+,AlF3到AlF63-共6种络合物,溶液化学平衡的计算表明,在F-浓度为1×10-4~1×10-2mol/L的铝盐混凝除氟体系中,pH为5~6的情况下,主要以AlF2+,AlF3,AlF4-和AlF52-等形态存在,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)或夹杂在新形成的Al(OH)3(am)絮体中沉降下来,絮体的IR和XPS谱图最终观察到的铝氟络离子AlFx(3-x)+一部分是络合沉降作用的结果,另一部分则可能是离子交换的产物。资料参考自www.codquchuji.cn仅供参考