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          怎么去除水中氟化物

          怎么去除水中氟化物

          在地殼中,氟含量為544ppm,是豐度第13位的元素。氟主要是以螢蟲(CaF2)、氟磷酸鈣(Ca10F2(PO4)6)、冰晶石(Na3AlF6)等化合物的形式存在于自然界中。巖石、礦物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要來源。中國高氟水的分布如圖1所示。工業生產過程中,也會排放大量的含氟廢氣、廢液和廢渣。造成工業氟污染的氟化物主要來源于冶金工業的煉鋁、煉鋼,化學工業的磷肥和氟塑料生產,硅酸鹽工業的磚瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生產,電力工業的燃煤發電。
          廢氣和廢液會直接污染環境,而含氟廢渣也會成為間接的氟污染源。這些含氟廢氣、廢液和廢渣的特點是排放集中,引起周邊人、畜中毒,引發地方性氟病。
          科學研究發現,氟對人體中的鈣、磷具有極強的親和力,它能破壞機體鈣、磷的正常代謝,并能抑制某些酶的活性,由此會引發一系列包括:氟斑牙、氟骨癥、腎臟、肝臟、大腦損害、免疫功能異常、肺水腫、肺出血、兒童智力下降等疾病。
          氟在自然環境中的形態也是多種多樣的,在空氣中氟主要以氟化氫(HF)、四氟化硅(SiF4)的形式逸散在空氣中,在土水系統中的氟的形態一般可分為:水溶態、可交換態、吸附態等。水溶態氟主要指以離子或絡合物存在于土壤和水體溶液中的氟,包括F-、HF2-、H2F3-、H3F4-、AlF63-等。在水中存在著由腐植質等形成的一些有機配體,也可和氟與金屬離子(Pb2+、 Hg2+、 Co2+、Zn2+等)形成復雜的絡合物和螯合物。
          地表水、生活飲用水、污水及含氟工業廢水的排放標準如表1所示。
           
          含氟廢水的處理方法有多種,國內外常用的方法大致分為兩類——沉淀法和吸附法。除這兩類方法外,還有離子交換樹脂除氟法、超濾膜法、電凝聚法、電滲析法,由于成本高和除氟率低等原因,這些方法至今很少推廣應用于常用除氟工藝。
          吸附法
          吸附法
          一般將吸附劑裝入填充柱,采用動態吸附方式進行,操作簡便,除氟效果穩定,適用于水量較小的飲用水深度處理。用于除氟的常用吸附劑主要有活性氧化鋁、骨炭、沸石、膨潤土、活性炭、羥基磷灰石,及對氟吸附容量較高的氧化鋯等稀土化合物。利用這些吸附劑可將廢水中氟離子濃度降到1mg/L以下,達到飲用水的標準。
          沉淀法
          沉淀法主要包括化學沉淀法和混凝沉淀法。
          對于高濃度含氟水(氟離子濃度大于20mg/L),一般采用石灰或電石渣沉淀法,利用石灰中的鈣離子與氟離子生成氟化鈣沉淀而去除氟離子。化學沉淀法具有原理簡單、處理方便、成本低、效果好的特點,目前廣泛應用于處理高濃度的含氟水。但在一定程度上存在設備龐大、處理后出水很難達標、沉渣沉降緩慢且脫水困難等缺點,常常需要添加氯化鈣或其他混凝劑,使沉淀加速。
          對于低濃度含氟水(氟離子濃度小于20mg/L),一般采用混凝沉降法,利用混凝劑在水中形成帶正電的膠粒吸附水中的F-,使膠粒相互并聚為較大的絮狀物沉淀,以達到除氟的目的。混凝沉降法具有藥劑投加量少、處理水量大等優點,但一般只適用于含氟較低的水處理,如果要取得更好的效果則需要與其他方法聯合使用。但除氟效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等陰離子濃度的影響較大。近年來隨著化學和水處理工業的不斷發展,很多高效的混凝除氟劑不斷涌現,使強化混凝技術重現生機,隨著傳感技術和自動控制技術的應用,實時控制混凝劑的投加量已成為可能。
          有機氟污水處理設備
           
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