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)生沉淀反應產(chǎn)生氟化鈣，因氟化鈣在常溫下難溶于水，以達到除氟的目的。依照我國工業(yè)廢水相關(guān)排放標準，氟離子濃度值應低于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、費用低等優(yōu)點，但存在處理后出水很難達標、泥渣沉降緩慢且脫水困難等缺點。

氟化鈣在18 ℃時于水中的溶解度為16.3mg/L，按氟離子計為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時形成沉淀物的速度會減慢。當水中含有一定數(shù)量的鹽類，如氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨時，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，即使其用量使廢水pH達到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。當水中含有氯化鈣、硫酸鈣等可溶性的鈣鹽時，由于同離子效應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，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，可在廢水中單獨或并用添加常用的無機鹽混凝劑(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，攪拌操作宜緩慢進行，生成的沉淀物可用靜止分離法進行固液分離。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，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不能用單純提高石灰過剩量的方法來提高除氟效果，而應在除氟效率與經(jīng)濟性二者之間進行協(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，直接投加石灰或氯化鈣，除氟效果會降低。這是因為廢水中存在著一定量的強電解質(zhì)，產(chǎn)生鹽效應，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酸將廢水pH調(diào)到6~8之間，再與氯化鈣等反應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，當鈣離子不足時補加氯化鈣，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

在含氟廢水實際處理過程中更多的是使用更廉價的電石渣(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 , 并且進一步降低了處理費用 , 達到以廢治廢的目的。

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0.5h，然后加入磷酸鹽，再調(diào)pH為6.3~7.3，反應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。文獻中報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，主要是因為形成了新的更難溶的含氟化合物，剩余污泥和運行費用僅為原來的1/10。如鈣鹽與磷酸鹽合用時，會生成Ca5(PO4)3F沉淀；氯化鈣與三氯化鋁合用時形成有鈣、鋁、氟組成的絡合物沉淀，其具體組成和結(jié)構(gòu)尚待進一步研究。