含氟廢水主要來源于有色金屬及稀土金屬的冶煉、鋁電解精煉、玻璃陶瓷制造、氟硅酸鹽、農(nóng)藥、不銹鋼酸洗及硅類電器零件清洗等生產(chǎn)過程。廢水中氟的含量及其形態(tài)，視不同的工藝而異，對人體健康和水環(huán)境安全構(gòu)成威脅。通常在處理含氟廢水過程中直接投加石灰作為沉淀劑，石灰投加到水體中后，鈣離子會與氟離子發(fā)生沉淀反應(yīng)產(chǎn)生氟化鈣，因氟化鈣在常溫下難溶于水，以達(dá)到除氟的目的。依照我國工業(yè)廢水相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，氟離子濃度值應(yīng)低于10mg/L；針對生活用水，氟離子濃度值規(guī)定在1mg/L之下。工業(yè)含氟廢水的大量排放，不僅污染環(huán)境，還會危害到農(nóng)作物和牲畜的生長發(fā)育，并且可以通過食物鏈影響到人體健康。如果長期飲用氟濃度高于1.0mg/L的水，則會引發(fā)氟斑牙病、腹瀉、氟骨病等中毒現(xiàn)象。

含氟廢水處理方法比較

一、石灰沉淀法

對于高濃度含氟工業(yè)廢水，一般采用鈣鹽沉淀法，即向廢水中投加石灰，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16.3mg/L，按氟離子計(jì)為7.9mg/L，在此溶解度的氟化鈣會形成沉淀物。氟的殘留量為10~20mg/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。因此用石灰處理后的廢水中氟含量一般不會低于20~30mg/L。石灰的價(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。投加石灰乳時(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15mg/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。含氟廢水中加入石灰與氯化鈣的混合物，經(jīng)中和澄清和過濾后，pH為7~8時(shí)，廢水中的總氟含量可降到10mg/L左右。

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(如聚丙烯酰胺)。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40mg/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100mg/L時(shí)氟離子濃度隨鈣離子濃度變化緩慢。因此，在用石灰沉淀法處理含氟廢水時(shí)不能用單純提高石灰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石灰。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唯一要被除去的污染物，因此要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理方法。例如含氟廢水中溶有碳酸鈉、重碳酸鈉時(shí)，直接投加石灰或氯化鈣，除氟效果會降低。這是因?yàn)閺U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，再與氯化鈣等反應(yīng)就可有效地除去氟離子。若廢水中含有磷酸根離子，則先用石灰處理至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石灰，使pH＝11，當(dāng)鈣離子不足時(shí)補(bǔ)加氯化鈣，攪拌20min，然后加鹽酸使廢水pH反調(diào)到 7.5~8，攪拌20min，加入絮凝劑，攪拌后放置30min，然后底部排泥，上清液排放。

二、電石渣沉淀法

在含氟廢水實(shí)際處理過程中更多的是使用更廉價(jià)的電石渣(廢渣)來代替石灰 。 電石渣是生產(chǎn)乙炔氣 、聚氯乙烯 、聚乙烯醇等產(chǎn)品排出的廢渣 , 其主要成分是 Ca(OH)2。電石渣代替石灰石處理含氟廢水,其基本原理與石灰石處理基本一致 , 但 處理效果優(yōu)于石灰法 , 且沉渣易于脫水和沉淀 。按廢水10%的比例 , 將電石渣投人廢水中, 用機(jī)械攪拌中和 , 控制PH=5.5~6.5 ,排入沉淀池 , 中和效果與石灰石相似 , 但沉降速度比石灰快 2~3倍 , 并且進(jìn)一步降低了處理費(fèi)用 , 達(dá)到以廢治廢的目的。

三、鈣鹽-磷酸鹽法、鈣鹽-鋁鹽法、鈣鹽-鎂鹽法等

近年來有些研究者提出在投加鈣鹽的基礎(chǔ)上聯(lián)合使用鎂鹽、鋁鹽、磷酸鹽等工藝，處理效果比單純加鈣鹽效果好。氯化鈣與磷酸鹽除氟法，其工藝過程是：先在廢水中加入氯化鈣，調(diào)pH至9.8~11.8，反應(yīng)0.5h，然后加入磷酸鹽，再調(diào)pH為6.3~7.3，反應(yīng)4~5h，最后靜止澄清4~5h，出水氟質(zhì)量濃度為5mg/L左右。鈣鹽、磷酸鹽、氟三者的摩爾比大約為(15~20)∶2∶1。文獻(xiàn)中報(bào)道了一種用氯化鈣和三氯化鋁聯(lián)合處理含氟水的方法，其工藝過程是：先在廢水中投加氯化鈣，攪溶后再加入三氯化鋁，混合均勻，然后用氫氧化鈉調(diào)pH至7~8。沉降15min后砂濾，出水氟離子濃度為4mg/L。氯化鈣、三氯化鋁和氟的摩爾比為(0.8~1)∶(2~2.5)∶1。鈣鹽聯(lián)合使用鎂鹽、鋁鹽、磷酸鹽后，除氟效果增加，殘氟濃度降低，主要是因?yàn)樾纬闪诵碌母y溶的含氟化合物，剩余污泥和運(yùn)行費(fèi)用僅為原來的1/10。如鈣鹽與磷酸鹽合用時(shí)，會生成Ca5(PO4)3F沉淀；氯化鈣與三氯化鋁合用時(shí)形成有鈣、鋁、氟組成的絡(luò)合物沉淀，其具體組成和結(jié)構(gòu)尚待進(jìn)一步研究。