含氟廢水的處理方法精選(九篇)

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第1篇：含氟廢水的處理方法范文

某些特定行業在生產中會產生含氟廢水，對含氟廢水需降氟處理達到國家控制標準后方可排放，對氟含量高的廢水單一處理方式難以滿足控制要求，采用加入鈣鹽、絮凝等多種處理工藝聯合使用可在較低成本下達標排放。本文對廢水除氟常用方法進行闡述，并重點就高含氟廢水處理工藝路線選擇進行分析，以供實際使用時參考。

關鍵詞：

廢水處理；含氟廢水；沉淀

1引言

涉及含氟原料的化工生產中產生廢水會含有一定量的氟離子，如核燃料化工、化肥農藥生產、電鍍、含硅制品（鋁合金、半導體）的蝕刻化學拋光等。依據國家污水排放要求，氟離子濃度應控制在不高于10mg/L方可直接排放，因此必須采用相關除氟工藝進行處理。含氟廢水的處理方式主要有化學沉淀、吸附處理、離子交換、蒸發濃縮、膜分離等方法，由于吸附處理和離子交換處理氟離子能力有限僅適用于低氟含量的廢水處理，蒸發濃縮處理廢水量不大且耗能嚴重，膜分離法設備投入成本大且難以一次處理即可達標，因此含氟量高的廢水處理工業應用主要通過沉淀處理及其他工藝方法輔助來實現。

2高濃度含氟廢水的處理

處理含氟廢水工業應用的主要方法是化學沉淀法，工藝采用向廢水中加入沉淀劑與氟離子生成氟化沉淀物，再經過濾去降低氟含量，此方法處理能力大、消耗費用小尤其適用于高濃度的含氟廢水的處理。由于沉淀物的顆粒性質、溶解度高等原因，僅僅通過沉淀法時常造成處理后的廢水氟含量大于10mg/L需要再次處理，為實現控制標準的要求，處理過程需要涉及以下幾個方面。

2.1化學沉淀處理

控制適宜溫度，在充分攪拌下向含氟廢水中加入沉淀劑，主要是含鈣試劑如熟石灰，利用鈣離子與氟離子生成氟化鈣沉淀使氟含量去除。在熟石灰除氟通過控制熟石灰過剩量、沉淀pH值、補加鈣離子等方式控制可有效地將氟含量進行降低。石灰價廉易得過量使用對環境影響不大，因此得到廣泛地應用。由于氫氧化鈣溶解度低鈣離子在溶液中溶解量不大，與氟離子生成的氟化鈣包覆于氫氧化鈣表面阻礙反應的繼續進行，再加上氟化鈣的溶度積限制，單純采用熟石灰方法即使過量許多也難以一次處理達標。考慮氯化鈣的溶解度大，可在使用熟石灰的同時補加一定量的氯化鈣或加入鹽酸溶解氫氧化鈣產生鈣離子的方式提高去除氟離子的能力。使用其他的沉淀劑如電石渣、鎂鹽、磷酸鹽也有相關實驗研究。電石渣主要成分也是氫氧化鈣，它是乙炔等生產時的廢渣，處理時生成的氟化鈣晶體較好，沉降快。氟化鎂、鈣的磷酸鹽與氟產生的沉淀物的溶解度都比氟化鈣更低，因此去除氟離子的能力更強一些。

2.2絮凝沉淀處理

絮凝沉淀使用的絮凝劑分為無機絮凝劑（鋁鹽、鐵鹽）和有機絮凝劑（聚丙烯酰胺）。氯化鐵、氯化鋁、硫酸鐵、硫酸鋁是早期工業生產中的經常應用的絮凝劑，其后開發出了相似的聚合化合物和有機高分子絮凝劑。在使用時生成相關金屬的氫氧化物絮體，比表面積大與氟離子可發生物理吸附和化學吸附，能夠大幅度的降低氟離子含量。絮凝劑可在使用熟石灰后加入，對氟化鈣細小顆粒進行凝聚改善沉淀物的沉降效果，有利于過濾。聚丙烯酰胺（PAM）是有機高分子絮凝劑，在水溶液中溶解度好，無腐蝕作用，并且不會在處理過程中增加金屬離子污染物。其在投入化學試劑沉淀后加入或與無機絮凝劑一起聯合使用，起到的主要作用有：（1）絮凝作用，溶液中顆粒表面的帶電電荷是造成顆粒難以凝聚完全的原因,加入表面電荷相反的PAM使帶電顆粒中和凝聚；（2）吸附架橋，PAM分子鏈長可固定在不同的顆粒表面上使顆粒之間架橋聚集沉降；（3）表面吸附，PAM分子上各種極性基團對臨近的顆粒進行吸附；（4）增強作用，PAM分子鏈通過機械、物理、化學等作用與顆粒物牽連形成網狀。PAM有多種類型，依據離解基團的特性分為陰離子型（如-COOH）陽離子型（如-NH3OH,-NH2OH)和非離子型等，在使用時根據環境需要進行選擇。無機絮凝劑在使用過程中耗量較大，合成的高分子絮凝劑用量少、絮凝速度快，其他的絮凝劑有天然生物高分子絮凝劑,如殼聚糖、淀粉衍生物、明膠等,是從自然物質中提取并稍經化學改性處理的物質,絮凝活性低,用于絮凝凈化效果不理想一般無在含氟廢水處理應用。

3不同類型廢水可采用的處理工藝

化工生產中的高含氟廢水根據酸堿度的不同分為：酸性廢水、堿性廢水和中性廢水。某化工廠就含有此類廢水，其中酸性廢水主要成分是氫氟酸和鹽酸或硝酸，堿性廢水主要成分氟化銨和氨水，對其可采用的處理方法分類討論如下。

3.1酸性廢水

酸性廢水含氟量高，主要以氫氟酸形式存在，此類廢水直接加入熟石灰進行中和反應，當廢水中含有鹽酸時可生成氯化鈣，因此鈣離子含量高除氟比較徹底，但氟化鈣晶體顆粒度不好需加入PAM絮凝，絮凝沉淀后通過壓濾機壓濾或離心機過濾，分離后固體氟化鈣干燥后收集存儲，廢水達標排放。

3.2堿性廢水

堿性廢水主要成分為氟化銨，其中含部分氨水，加入熟石灰也可生成氟化鈣，但由于堿度大鈣離子含量低難以將氟離子降低至排放標準。可在加入熟石灰的同時加入氯化鈣或部分鹽酸酸化產生氯化鈣，鹽酸酸化有利于最終廢水調至中性后排放，直接加氯化鈣有利于保持溶液堿度進行蒸氨處理，可根據需要具體選定。為保證除氟效果，在增加鈣離子的同時加入少量鋁鹽，鋁鹽在堿性下沉淀通過交換吸附、絡合等作用使氟離子含量進一步降低，再加入PAM充分絮凝，過濾分離氟化鈣后排放廢水。

4結論

含氟廢水可通過加入鈣鹽沉淀劑、鋁鹽輔助、PAM絮凝等方式進行處理，對不同類型廢水根據情況可適當調整處理工藝，能夠將廢水氟含量降低至滿足國家標準要求。在實際生產處理中需要在保證氟含量的同時考慮處理成本和控制氟化鈣晶體顆粒以滿足分離需要，采取多種處理工藝聯合使用可有效滿足控制需要。

參考文獻：

[1]朱順根.含氟廢水處理[J].化學世界,1990,31(07):293-296.

[2]張玲,薛學佳,周鈺明.含氟廢水處理的最新研究進展[J].化工時刊,2004,18(12):16-18.

[3]王寶泉,魯春峰,周龍寶.氟化鹽廠含氟廢水治理的試驗研究[J].西安建筑科技大學報,1998,30(04):321-327.

第2篇：含氟廢水的處理方法范文

【關鍵詞】氟；污染物；控制方法；綜合利用

1前言

氟是人體必需的微量元素之一，自然界的氟都是以化合物的形式存在的，主要的含氟礦物有螢石（CaF2）、磷灰石等。在工業生產過程中，氟污染物是以各種形態的氟化物排出的。由于其巨大的危害性，目前我國環保標準對于大氣、水體以及工業生產車間中有關于含氟量的相應規定[1]。本文對目前含氟廢氣和廢水的治理、氟污染物物綜合利用現狀及進展情況進行了綜述。

2 氟的基本性質及其污染的控制方法

在距今100多年的1886 年，Henri Moisson 首次人工制得氟。氟是一種極其活潑的元素，在元素周期表中列第九位，常溫下為淡黃色氣體，其原子量為18.9984，比重1.31，在自然界中的分布度占第16位。

含氟礦物廣泛應用于工業生產，以其為主要原料或輔助原料的工業生產中，氟將從礦物中分解而進入環境，造成氟污染。一般來說，工業生產中氟的污染物控制可以從兩方面著手，首先是降低生產用原料中的含氟量，這樣就可以減少生產過程中氟的排放量，從而從生產源頭控制氟污染；二是控制氟的排放，對派出的含氟物質通過物理、化學等手段進行收集，將其轉化為穩定的含氟化合物并以此作為產品，從而以消除其對環境的影響。通常所說的氟污染控制主要是通過降低氟的排放量并將其充分回收利用，從而產生更好的經濟效益。

3 氟污染的治理

3.1大氣氟污染治理工藝

3.1.1干法除氟

顧名思義干法除氟主要是針對含氟氣體的，利用堿性氧化物固體表面的理化性質，將含有利用HF、SiF4含氟污染物的氣體進行吸附，然后再利用煙氣除塵技術使之去除。按吸附劑的不同干法除氟可以劃分為Al2O3法、CaO 法和CaCO3法等多種方面，其中Al2O3法在鋁電解行業中廣泛使用。干法除氟具有工藝簡單、操作方便、除氟效率高（可達98%）、不存在廢水二次污染等優點，其缺點是含氟物質很難加以利用。

3.1.2酸法除氟

酸法除氟是在液相中完成的，其工藝一般是采用水做吸收劑，含氟物質和水反應生成氫氟酸和氟硅酸，生成的含氟吸收液達到一定濃度以后再加以回收利用或中和處理。為了提高吸收效率，一般酸法除氟工藝采用二級或三級串聯吸收工藝，吸收塔有文氏塔、填料塔等多種選擇。該法具有除氟效率高、操作彈性大、吸收劑價廉易、經濟效益好等優點。

3.1.3堿法除氟

堿法除氟是采用含堿性物質的吸收液吸收煙氣中含氟物質的方法，常用的堿性物質有NH4OH、NaOH、Na2CO3等。堿法除氟一般采用二級吸收并結合廉價的石灰做中和劑，其優點是工藝成熟、除氟效率高等，但同時也存在設備結垢的問題。

3.2含氟廢水的處理

3.2.1傳統處理方法

工業上，相關礦業的開采、電解鋁、有色金屬和電子行業的生產中常常會排放不同濃度的含氟廢水，因此造成嚴重的環境污染，按照國家的環保要求，必須處理達標后才能排放。目前含氟廢水的處理方法有吸附法、化學沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等[2-4]。根據廢水中含氟濃度的高低，其處理方法也各有不同，具體見表3-1。

3.2.2含氟廢水處理的最新進展

除此之外，近年來含氟廢水處理方法又出現了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。值得一提的是，隨著材料科技的發展，絮凝劑加入到含氟廢水的處理中，采用的化學沉淀絮凝法處理不但除氟效果好，速度快，而且成本低廉，易于推廣。下面就介紹幾種含氟廢水最新的處理方法。

3.2.2.1電凝聚法

電凝聚法一般用于處理低含量的含氟廢水，其原理是將電極置于含氟廢水中，通直流電，使電極電離出鋁鎂金屬離子的活性絮狀沉淀來吸附含廢水中的氟離子。該法處理后無污染，且設備簡單，可連續生產。

3.2.2.2電滲析法

在外加電場的作用下，電滲析法通過用選擇透過性膜，使氟離子及水中其它礦物離子都被遷移而除去。這種方法操作簡單，除去氟離子同時也能除去其他金屬礦物離子。

3.2.2.3液膜法

液膜法就是由一種表面活性劑構成膜溶液，隔開兩個不混溶相，使得料液定的離子通過液膜被萃取到反萃相中。本法對離子有高選擇性，速度快，處理量大，而且能處理稀溶液。

3.2.2.4絮凝法

絮凝法一般結合化學沉淀法，在其沉淀的基礎上加入天然高分子絮凝劑，使得含氟絮狀沉淀更高效的沉降，從而達到快速除去水中含氟物質的作用。

3.3氟污染的回收利用

3.3.1稀土冶煉過程中含氟氣體的綜合利用

在稀土的濕法冶煉中，氟以不同形式存在于中間產品或廢氣、廢水、廢渣中。硫酸焙燒是用于稀土精煉常用的工藝，通過焙燒煙氣中含有很高的含氟物質，這些含氟煙氣先經沉渣室和焦子塔除去部分煙塵和硫酸霧，然后經兩級吸收將煙氣中大部分的氟及硫酸吸收掉，殘余的硫酸霧、氟以及部分二氧化硫由第三級吸收塔的堿性吸收液洗滌凈化，凈化后煙氣需經除霧后排出。

3.3.2磷化工行業中氟的綜合利用

在濕法磷酸及磷肥生產過程中，當用硫酸分解磷礦粉時，氟將以氣體HF和SiF4的形式大量逸出，對環境危害極大，如能有效利用這部分氟資源，則不但解決了磷化工行業污染排放問題，更能有效緩解我國氟資料緊張狀況，達到一舉兩得的目的。

1）以氟硅酸為原料生產氫氟酸。

氟硅酸最具開發前景的方向是生產氫氟酸和無水氟化氫。由氟硅酸生產氟化氫的工藝路線由氟硅酸轉化的氟化物不同而生產工藝各異。但是這種工藝存在諸如硫酸耗量大、氟硅酸加熱氟損失、設備投資大、設備腐蝕嚴重等問題。

2）云天化國際濕法磷酸復產氟硅酸生產氫氟酸聯產白炭黑工藝。 濕法磷酸生產副產大量的氟硅酸，利用氟硅酸作為中間產品，可以生產白炭黑、氟化銨、氟化氫銨等多種產品，過程分多步進行。這套工藝的關鍵在于控制每一步的氨化條件，調整白炭黑聚集體形貌與比表面積，從而生產出高活性的白炭黑。此外氟硅酸中氟資源全部轉化為高附加值的氫氟酸產品，使得這套工藝具有良好的經濟效益，為磷化工循環經濟開辟了新的路子[5]。

4 結束語

由于氟污染有其巨大的危害性，氟的污染問題日益受到人們的關注，針對氟氣體污染物、含氟液體污染物的不同，氟污染的治理工藝也有所不同。

1）氣體除氟工藝主要分為干法和濕法，而濕法工藝又由于吸收劑性質的不同分為酸法和減法兩種除氟工藝，其具有除氟效率高、成本低廉的優勢。

2）在處理含氟廢水方面，根據廢水中含氟濃度的高低，傳統的處理方法有化學沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等。近年來又出現了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。

3）氟污染物綜合利用方面，重點介紹了磷肥生產過程中的氟廢氣的綜合利用，其主要利用途徑是將生產過程中排放的HF和SiF4氣體先用水吸收制成氟硅酸溶液，以此為中間產品進一步制取相應的高附加值氟化工產品，對于提高企業自身的經濟效益和市場競爭力起到巨大的推動作用。

【參考文獻】

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[2] 劉詠，龍炳清，趙仕林.稀土礦石濕法冶煉中氟污染的治理技術探討.甘肅環境研究與檢測[J]，2001，14（1）：58-63.

[3] 張玲，薛學佳，周鈺明.含氟廢水處理的最新研究進展.化工時刊[J]，2004，18（12）：16-18.

第3篇：含氟廢水的處理方法范文

關鍵詞：氟；化工廢水；鈣鹽沉淀；混凝沉淀

氟是人體內重要的微量元素，是牙齒及骨骼不可缺少的成分。但過量攝入會引發氟骨癥和氟斑牙等中毒癥狀。我國有將近1億人生活在高氟水地區，目前在我國氟受害者多達幾千萬人，除個別地區是由于自然因素外，大量的高氟工業廢水的排放是主要因素之一。我國現行的《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規定排放水中F-的質量濃度不超過10mg?L-1，而一般條件下氟化鈣的溶解度為8.9mg?L-1，因此，處理含氟工業廢水的難度較大，很難穩定地控制出水中F-的質量濃度小于10mg?L-1。

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，即沉淀法和吸附法。目前，對于高濃度含氟工業廢水，一般采用鈣鹽沉淀法，即向廢水中投加石灰乳，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀而除去。但該方法處理后出水難達標、泥渣沉降緩慢且脫水困難。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低濃度含氟廢水。對于高濃度的含氟廢水，為保證出水質量，往往需進行兩步處理，先用石灰進行沉淀，使氟含量降低到20～30mg?L-1，繼而用吸附劑處理使氟含量降到10mg?L-1以下[1]。

文章結合化學沉淀和絮凝沉淀，在鈣鹽沉淀的基礎上，從配合不同鋁鹽混凝沉淀以及堿的種類等多種因素上考慮，對福建某化工廠含氟廢水進行小試實驗，發現采用NaOH調節廢水pH，以CaCl2作為沉淀反應劑并輔助PAC的混凝沉淀作用，出水氟離子濃度小于4mg?L-1，達到排放標準，效果穩定。

1 試驗部分

1.1 試劑與儀器

JJ-4六聯電動攪拌器，PHS-25型pH計（上海雷磁廠），PXS-270型離子活度計（上海雷磁廠），E-201-C型pH電極，PF-1型氟電極，217型雙鹽橋甘汞電極。

Ca（OH）2配制成10%乳液，CaCl2、PAC、Al2（SO4）3配制成10%溶液。NaF（分析純）105℃～l10℃烘干2小時后干燥器中保存，配制成所需的不同濃度的含氟水溶液，用于標定氟離子電極。試驗所用廢水為福建某化工廠含氟工業廢水，該化工廠是集螢石開采、加工、氟化物生產銷售為一體的氟化工公司，主要產品有氟化氫、氟化氫銨、氟化銨等氟化鹽。

1.2 試驗方法

取一定量的含氟廢水，氟離子濃度為975～1094mg?L-1，pH值2.95～3.23，采用下述方法進行試驗：

用Ca（OH）2調節pH值到中性或堿性，反應1h，投加PAC或Al2（SO4）3等混凝劑反應10min，沉淀2h后測定上清液氟離子濃度。

用NaOH調節pH值到中性或堿性，加入CaCl2反應1h，投加PAC作為混凝劑反應10min，沉淀2h后測定上清液氟離子濃度。

2 結果及討論

2.1 鈣離子濃度對氟離子去除的影響

石灰沉淀法處理工藝運行成本低，是目前使用最多的處理方法。通過投加Ca（OH）2調節廢水pH值，同時鈣離子與氟離子形成CaF2沉淀，反應1h后，投加PAC作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結果如下表所示：

表1 鈣離子濃度對氟離子濃度的影響

氟離子與鈣離子之間的靜電引力強，晶格能高，氟化鈣的溶解度小。其溶度積為Ksp=4×10-11（25℃）。

2F-+Ca2+一CaF2

從反應方程式來看鈣離子濃度越大，溶液中的氟離子濃度越小。試驗結果與理論分析相一致，隨著鈣離子濃度的增加，廢水中的氟離子濃度下降。但投加石灰乳時，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[2]。

2.2 不同混凝劑對氟離子濃度的影響

單獨采用Ca（OH）2作為化學沉淀劑時，生成的CaF2顆粒細小，難于沉淀，考慮投加混凝沉淀劑協助CaF2的沉淀。氟離子廢水的絮凝沉淀法常用的絮凝劑為鋁鹽。鋁鹽投加到水中后，利用Al3+與F-的絡合以及鋁鹽水解中間產物和最后生成的Al（OH）3（am）礬花對氟離子的配體交換、物理吸附、卷掃作用去除水中的氟離子。本試驗中先在廢水中投加Ca（OH）2作為化學沉淀劑，反應1h后，投加PAC和Al2（SO4）3作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結果如下：

表2 不同混凝劑對氟離子濃度的影響

由表2可見，Al2（SO4）3作為混凝劑，即使在Ca2+投加量較少的條件下，對氟離子的去除效果也優于PAC。有研究表明，在PAC對氟離子的絮凝沉淀過程中，離子吸附是一項重要的作用方式，當水中SO42-，Cl-等陰離子的濃度較高時，由于存在競爭，會使絮凝過程中形成的Al（OH）3（am）礬花對氟離子的吸附容量顯著減少[3]。此外，F-能與Al3+等形成從AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6種絡合物，這些鋁氟絡合離子在絮凝過程中會形成鋁氟絡合物（AlFx（OH）（3-x）和Na（x-3）AlFx）或夾雜在新形成的 Al（OH）3（am）絮體中沉降下來。

在此基礎上，考察了Al2（SO4）3投加濃度對氟離子去除效果的影響，實驗結果如圖1所示。

圖1 Al2（SO4）3投加濃度對氟離子濃度的影響

本試驗中，增大Al2（SO4）3的投加量，出水中氟離子濃度降低。當Al2（SO4）3投加濃度達到400mg?L-1時，出水氟離子濃度達到11.4mg?L-1，高于表2中相對應數據。鋁鹽絮凝沉淀法氟離子去除效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中SO42-，Cl-等陰離子的影響較大，出水水質不夠穩定。

2.3 以NaOH調節pH值CaCl2作為化學沉淀劑對氟離子的影響廢水使用25%NaOH調節pH值至中性或堿性，加入CaCl2（2240mg?L-1）反應1小時后，投加PAC作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結果如表3所示：

以CaCl2作為化學沉淀劑，出水中氟離子濃度小于4mg?L-1，遠小于排放標準中要求的10mg?L-1，也小于氟化鈣的溶解度8.9mg?L-1，且效果穩定。這是因為當水中含有氯化鈣、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，使出水中氟離子濃度大大降低。

3 小結及結論

通過對福建某化工廠含氟廢水的小試試驗，得出以下結論：

3.1 隨著鈣離子濃度的增加，廢水中的氟離子濃度下降。

3.2 以Ca（OH）2作為化學沉淀劑時，投加Al2（SO4）3作為混凝劑比投加PAC作為混凝劑對氟離子的去除效果更好。隨著Al2（SO4）3投加量的增大，氟離子去除效率增高。但是鋁鹽對廢水中氟離子的去除作用不穩定。

3.3 用NaOH調節廢水pH值，以CaCl2作為沉淀反應劑并輔助PAC的混凝沉淀作用，出水氟離子濃度小于4mg?L-1，達到排放標準，效果穩定。

在工程實踐中，Ca（OH）2難溶于水，多以乳化液形式投加。由于出水氟離子濃度隨著鈣離子濃度增大而降低，以Ca（OH）2作為鈣鹽，要保證出水效果，要求Ca（OH）2投加量大，由于生產的CaF2沉淀包裹在Ca（OH）2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量進一步增大，出水pH值要回調。此外，Ca（OH）2乳化液投加過程中，溶藥過程操作難度大，管道容易堵塞，維修頻繁。采用NaOH調節廢水pH值，以CaCl2作為鈣鹽，其溶解度大，溶解投加均方便，操作方便，設備投資小，耗電少。同時，CaCl2產生的同離子效應有效降低出水氟離子濃度，穩定出水效果。

參考文獻

[1]張超杰，周琪.含氟水治理研究進展[J].給水排水，2002，28（12）：26～29.

第4篇：含氟廢水的處理方法范文

關鍵詞：鋁材酸堿廢水；電泳精制廢水；含鉻廢水；含鎳廢水；金屬離子；COD

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

鋁型材表面處理用水量大，產生廢水多，廢水中有害物質持續排放[1]。如不加以處理必將污染環境。鋁型材生產過程主要包括對成型鋁材的脫脂、堿蝕、酸洗、氧化、封孔及著色[2]。處理后的型材均需用水進行清洗，這部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽，是鋁型材廠廢水的主要來源。鋁型材廠生產廢水主要含有大量金屬離子：Ni2+、Al3+、Cr6+、Sn2+以及SS、油脂、有機物、NH3-N、F-、酸堿等等[3]。其中廢水的酸堿度視各生產要求不同而有所變化，但呈酸性的居多。另外在一些工序會產生水量少污染物高的各類廢液及廢棄換缸液等，針對每一類廢水的主要污染物的特點，分別進行預處理，可達到理想的處理效果。

工程概述

佛山某鋁型材廠位于中國鋁材第一鎮——廣東省佛山市南海區大瀝鎮，是一家專業生產鋁型材的現代化大企業，該公司占地面積10萬多平方米，年生產能力超過8萬噸，擁有多條熔鑄、擠壓先進工藝生產線，并引進國外先進的氧化電泳、噴涂、隔熱生產工藝，擁有價值數百萬元的完善的檢測設備，可生產各種門窗、幕墻、通用型材及工業型材等幾千個品種。

該公司鋁型材生產工藝流程如下：

該公司鋁材表面處理廢水排放總量達4500噸/天，以下就該鋁型材廠廢水處理工程工藝設計為例介紹鋁材表面廢水處理情況。

廢水的來源、水質及水量

根據對生產線工序和用料的分析，該鋁型材廠廢水來源如下表：

表1 鋁型材廠廢水來源

根據廢水的來源，針對不同工序廢水的主要污染物特點，該廠主要廢水分類和水量如下表。

表2 鋁型材廠廢水水質水量表

由上表可知，該廠生產廢水主要分為酸堿廢水、含錫含鎳含氟廢水、含鉻廢水、電泳精制廢水，總水量合計為4500噸/天。含錫含鎳含氟廢水、含鉻廢水、電泳精制廢水經車間預處理后與酸堿廢水一同混合排入酸堿綜合廢水系統。

該廢水經處理后，出水水質達到廣東省《水污染排放限值（DB44/26-2001）》中的Ⅱ時段一級排放標準。

表3 設計進、出水水質參數（單位：mg/L，pH值除外）

注*：此處進水指標是指幾類廢水混合后的酸堿綜合水質指標。

廢水處理工藝

4.1 工藝流程(見圖1)

圖1 工藝流程框圖

4.2 流程說明

根據廢水的水質特點，不同生產工序排出的廢水分別收集到不同的廢水貯槽(池)內。并分別對各類廢水進行預處理后再合并一起處理。該廠處理系統主要的設計工藝如下。

4.2.1 酸堿廢水

酸堿廢水由酸性廢水和堿性廢水組成，占總水量的90%以上，主要由脫脂、中和、陽極氧化、電泳水洗、除油工序、堿蝕、堿洗工序的水洗過程產生。酸性廢水居多，固酸堿廢水一般呈酸性。該廢水污染物濃度相對較低，一般pH為2～3，COD在150mg/L以下，離子態銅濃度≤2mg/L，經過中和混凝沉淀就可以有效去除廢水中的主要污染物。

本工程以酸堿廢水的處理為主處理工藝，采用連續的中和+物化沉淀+過濾的治理工藝。

各類廢水經單獨收集及預處理后，統一收集于酸堿廢水調節池與酸堿廢水混合勻質，由提升泵將混合勻質后的廢水提升至綜合廢水處理系統，經過pH調整池電石渣乳狀液（主要成分是石灰）調節廢水的pH值至設定值，同時向廢水加入PAC和PAM，廢水中的銅、鎳等重金屬離子以及部分膠體類有機物形成絮體，大顆粒絮體在重力沉淀池沉淀，小顆粒絮體在斜管沉淀池沉淀，污泥排入污泥池。沉淀區上清液流入砂濾池，通過石英細砂的過濾，進一步除低水體的懸浮物質及色度，砂濾池出水排入清水排放池達標排放。

砂濾池運行一定周期后，截留懸浮物不斷累積，需要進行反沖洗，反沖洗排水排入酸堿廢水調節池再處理。

4.2.2 含鉻廢水

含鉻廢水主要來源于鈍化工序的水洗過程，主要呈酸性，所含六價鉻和總鉻是第一類污染物，根據排放標準要求，需要在車間單獨收集處理排放。

含鉻廢水的處理方法常用化學還原法，即利用還原劑將廢水中Cr6+還原成Cr3+，再加堿調節pH值，在堿性條件形成Cr(OH)3沉淀除去，這種方法設備投資和運行費用低。

含鉻廢水由泵提升至pH調整池1，在池內設置pH自動調節加藥系統，加酸調pH至2.5-3.5，然后廢水流入還原反應池，池內設置ORP自動調節加藥控制系統以及攪拌系統，投加還原劑把廢水中還原電位控制在280-320mv。六價鉻被還原成三價鉻，反應完成后廢水回調pH進入后續混凝沉淀。沉淀池出水達標排放至酸堿廢水調節池，污泥排入含鉻污泥系統。

4.2.3 含錫含鎳含氟廢水

含錫含鎳含氟廢水主要來源于著色和封孔工序的水洗過程。

鎳是第一類污染物，需要在車間收集單獨處理達標后排放。含鎳廢水的處理方式是采用加堿沉淀法，鎳離子在pH>9.5以上時，絕大部分鎳離子生成氫氧化鎳沉淀物。化學反應式原理如下：

Ni2+＋2OH－ Ni (OH)2

大多數氟化物為可溶性物質，利用鈣與氟離子生成的氟化鈣沉淀物，把氟化鈣捕集共沉得以去除。化學反應式原理如下：

Ca2+＋2OH－ CaF2

含錫含鎳含氟廢水由收集槽泵提升至pH調整池，池內設置pH自動調節加石灰系統，設定反應的pH在9.5-10.5，在堿性條件下，使鎳離子、錫離子生成相應的氫氧化物、氟化物生產氟化鈣，然后流入混凝反應池，通過投加少量PAC、PAM對金屬離子的氫氧化物進行捕集，便于沉淀去除。沉淀池出水達標排放至酸堿廢水調節池，污泥排入含鎳污泥系統。

4.2.4 電泳精制廢水

電泳精制廢水主要來源于電泳漆精制離子交換裝置產生的陰樹脂床再生液、水洗液、堿洗液；陽床再生液、氨洗液、酸洗液；含有難生化降解有機物質及氨氮。

針對電泳精制廢水水質特點，可采用Fenton氧化法處理，Fenton試劑氧化法是一種均相催化氧化法。在含有亞鐵離子的酸性溶液中投加過氧化氫時，在Fe2+催化劑作用下，H2O2能產生兩種活潑的羥基自由基，從而引發和傳播自由基鏈反應，羥基自由基具有非常強的氧化能力，其氧化還原電位高達2.8V，在自然物質中其氧化電位僅次于氟，因此Fenton氧化處理有機物具有良好的效果。

電泳精制廢水在車間內經Fenton氧化后去除大部分有機物質，再排入到廢水站內與酸堿廢水一同處理。

4.2.5 模具堿洗廢液

堿洗廢液堿度高，pH在10~12左右，每天產生量為2噸。

該廠模具清洗車間設于廢水站旁邊，堿洗廢液單獨收集于廢堿池中。自流于酸堿綜合廢水進水渠（酸堿廢水調節池前端），用于粗調酸堿廢水的pH值以節省處理費用。

4.2.6 污泥處理

本項目中含鉻廢水和含鎳污泥單獨在車間處理，分別排入含鉻污泥池和含鎳污泥池，利用板框壓濾機進行壓濾，濾液分別進入含鉻廢水收集槽和含鎳廢水收集槽，干泥委外處理。

酸堿綜合污泥由沉淀池排入綜合污泥池內，再由污泥泵加壓輸送至帶式脫水機，污泥加藥調質后，再進一步脫水減量、固化，以便污泥后續的運輸處置。

鋁業廢水污泥中含有大量的鋁金屬，具有一定的回收利用價值，污泥脫水后，交由專業的有資質的回收公司進行處置。

調試的關鍵

在鋁型材廢水治理工程調試中，最關鍵的是對廢水的pH值進行控制，使各種金屬離子生成難溶的氫氧化物，從而達到最佳的去除效果。

表4 鋁、銅、鋅、鎳適宜的pH范圍

由上表和對多項鋁型材廢水工程的調試效果來看，對于一般的鋁型材廢水，將pH值控制在7.5～8.5得到的沉淀效果最佳；對于某種金屬離子偏多的廢水，需根據該金屬離子的特性調節pH值。

監測結果及分析

該鋁型材廢水處理工藝已投入運行使用2年多，設備運轉良好，出水水質穩定。下表為抽樣監測結果。

表5 鋁型材廢水處理監測結果

小結

(1)工程實踐表明該工藝是合理、可行的。

(2)為保證各類污染物質穩定達標，鋁型材表面處理過程產生的少量含鉻、含鎳含一類污染物廢水，需單獨在車間處理并達標排放。而電泳精制廢水有機物含量高，需單獨在車間預處理再排入酸堿綜合廢水系統。

(3)鋁材廢水用電石渣處理，可有效去除各類重金屬離子及F-，并大大節省運行費用。

(4)鋁在溶液中是兩性狀態，鋁離子在廢水中也起著凈水劑的作用，同時在加入的各種絮凝劑、混凝劑中也含有大量的鋁，所以在處理后的水質項目中沒有對鋁的濃度做出要求。

(5)鋁型材廢水處理工藝原理簡單，操作管理方便。廢渣含有大量的氫氧化鋁，如加以開發利用，提煉純凈氫氧化鋁或制作硫酸鋁，將具有廣泛用途。

參考文獻：

[1]范彤利，顧慶豪.鋁型材表面處理廢水的處理與回收[J].資源再生,2007年11期.

[2]王祝堂.鋁及其表面處理手冊[M].南京：江蘇科學技術出版社,1992.

第5篇：含氟廢水的處理方法范文

【關鍵詞】火電廠廢水處理

1、火電廠廢水的特點和分類

1.1廢水的特點

與化工、造紙等工業廢水相比，火電廠的廢水有以下特點：水質水量差異很大，劃分的廢水的種類較多；廢水中的污染成分以無機物為主，有機污染物主要是油；間斷性排水較多。

1.2廢水的分類

同一類廢水可以采用同一類處理工藝實現回用。所以合理的分類是廢水綜合利用的基礎，根據火電廠各類廢水的水質水量特點，以處理回用為目標，可以將火電廠的廢水分為以下幾類：

1.2.1含鹽濃度較低的廢水。這類廢水包括機組雜排水、工業冷卻水系統排水、生活污水等。在使用過程中鹽的含量不會明顯的升高，廢水處理不考慮脫鹽，廢水處理成本低。處理后的水質可以達到或接近工業水的水質標準，可以替代新鮮水源。該類廢水是電廠中回用比例較高的廢水。

1.2.2含鹽濃度較高的廢水。水在使用過程中因為濃縮或者加入了酸、堿和鹽而使含鹽的濃度提高很多，回用需要脫鹽。如反滲透濃排水、離子交換設備再生廢水、循環水排污水等。這種廢水可以直接用于沖灰、除渣和煤場噴淋。回用必須進行脫鹽處理，因脫鹽成本較高，目前該類廢水回收利用率較低。

1.2.3簡單處理可回用的廢水。包括含煤廢水、沖灰除渣廢水。這類廢水懸浮物很高，處理工藝以沉淀為主，目的是除去水中的懸浮物。含煤廢水的懸浮成分主要是煤粉，沖灰除渣廢水則主要是灰粒。由于組分比較特殊，通常不與其他廢水混合處理，而是單獨處理后循環使用。

1.2.4不能回用的極差的廢水。這些廢水所含的成分比較復雜，處理成本很高，但水量較小，一般單獨處理后達標排放。例如脫硫廢水。還有一些間斷廢水，如化學清洗廢水、空預器煙氣側沖洗廢水等都經過處理后達標排放。

2、火電廠廢水處理

2.1火電廠沖灰水處理

沖灰水是火電廠主要污水之一，沖灰水中超出標準的主要指標是pH值、懸浮物、含鹽量和氟等，個別電廠還有重金屬和砷等。沖灰水處理的思路一是減少水的用量，二是廢水處理再利用或達標排放。如何處理，發電廠根據環保和經濟的雙重效果來抉擇。具體的一些處理的方法是：

2.1.1濃縮水力除灰。濃縮水力除灰是將原灰水比1：（15—20）降至1：5左右，灰水比例應根據全廠水量平衡及灰場水量平衡綜合考慮來確定。實際生產中就是在不影響產量和其他指標的前提下降低灰廠的用水量。濃縮水力除灰既減少廠區水補給量，又減少了水的排放量。可謂是經濟環保雙贏的好方法。

2.1.2沖灰水中懸浮物去除。沖灰水的懸浮物含量主要與灰場（沉淀池）大小等因素有關。解決沖灰水中懸浮物超標，應重點考慮沖灰廢水在沉淀池中有足夠的沉淀時間。

2.1.3沖灰水pH值超標治理。沖灰廢水的pH值與煤質、沖灰水的水質、除塵方式及沖灰系統有關。國外一般采用加酸、爐煙CO2處理（降低pH）和直流冷卻排水中和等方法。爐煙CO2的處理既減少了CO2向大氣的排放又降低了沖灰廢水的pH值。爐煙CO2處理的化學反應原理：

CO2+H2O=H2CO3 H2CO3=H++HCO3- H++OH-=H2O

2.1.4沖灰水中氟處理；一般用鈣鹽沉淀法和粉煤灰法等，鈣鹽沉淀法處理時要加入氫氧化鈣和氯化鈣，處理后的pH值達到9～12，且氟濃度仍>30mg/L，達不到廢水綜合排放標準，還需要加酸降低pH值。粉煤灰處理含氟廢水，具有工藝簡單、以廢治廢，氟的去除率達90%上。鈣鹽沉淀法的離子反應原理：

Ca（OH）2=Ca2++2OH- CaCl2=Ca2++2Cl- 2F-+Ca2+=CaF2

H++OH-=H2O

3、火電廠脫硫廢水處理

3.1中和

中和處理的主要包括兩個方面：一是發生酸堿中和反應，調整pH在6—9之間。二是沉淀部分重金屬，使鋅、銅、鎳等重金屬鹽生成氫氧化物沉淀。常用的堿性中和劑有石灰、石灰石、苛性鈉，酸性中和劑是碳酸鈣等。反應原理：

H++OH-=H2O CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O

CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2=Ca2++2OH-

NaOH=Na++OH- Cu2++2OH-=Cu（OH）2

Zn2++2OH-=Zn（OH）2 Ni2++2OH-=Ni（OH）2

3.2化學沉淀

廢水中的重金屬離子、堿土金屬常用氫氧化物和硫化物沉淀法去除，常用的藥劑分別為石灰和硫化鈉。離子反應原理：

CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2=Ca2++2OH-

Cu2++2OH-=Cu（OH）2 Zn2++2OH-=Zn（OH）2

Na2S=2Na++S2- Cu2++S2-=CuS

Zn2++S2-=ZnS Mg2++2OH-=Mg（OH）2

3.3混凝澄清處理

經過化學沉淀處理后的廢水中，含有許多微小的懸浮物和膠體物質，必須加入混凝劑使之凝聚成大顆粒而沉降下來。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵等；常用的助凝劑有石灰、高分子絮凝劑等。形成混凝劑的有關化學反應原理：

Al2（SO4）3=2Al3++3SO42- AlCl3=Al3++3Cl-

FeCl3=Fe3++3Cl- FeSO4=Fe2++SO42-

Fe2++3H2O=Fe（OH）3+3H+ Al3++3H2O=Al（OH）3+3H+

Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+ Fe2++3H2O=Fe（OH）2+3H+

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

4、火電廠化學廢水、含油廢水處理

4.1化學廢水處理

4.1.1酸堿廢水處理：先將酸性廢水（或堿性廢水）排人中和池，然后再將堿性廢水（或酸性廢水）排人，攪拌中和，使pH值達到6—9后排放。離子反應原理：

H++OH-=H2O

4.1.2無機廢水處理：主要污染物為酸或堿、懸浮物、溶解鹽等。酸或堿可采用中和法處理，濃度較高時，可回收利用。懸浮物或膠體可采用沉淀、混凝等方法去除。溶解鹽主要靠吸附、離子交換、電滲析等方法除去。

4.1.3有機廢水處理：是鍋爐有機酸洗的廢水，利用蒸發池進行蒸發處理。

4.2含油廢水處理

含油廢水處理有多種處理方法，下面介紹期中的一種——沉淀法。

該法采用薄層沉淀組件的聚結裝置，這種裝置克服了聚結過濾器每單位體積的分離表面大的缺點，主要優點是當薄板間隙或管徑和傾斜角度選擇合理時，漂浮的和沉降的微粒能自行排走而不需任何強制清理。

第6篇：含氟廢水的處理方法范文

【關鍵詞】電絮凝 電流密度 電極板間距 降除率

1 河套地區地下水質情況

內蒙古河套平原及周邊的草原、山地和沙區，由于地理環境和水文地質條件的特殊性，地下水的化學成份較為復雜，高氟、高砷和苦咸水交叉分布，引起地方性的氟、砷中毒，導致河套地區群眾骨質疏松、癌癥高發，甚至喪失勞動能力。巴彥淖爾市所轄7個旗、縣、區地下水中砷、氟、氯化物、硫酸鹽等含量均不同程度超過國家飲水衛生標準，全市有1/3以上的飲水井的砷、氟含量超標，有80余萬農牧區群眾飲用高氟、高砷和苦咸水，飲用水中砷含量最高超標35倍，氟含量最高超標8倍。由于河套地區地下水分布的復雜性，還發現有部分井水的砷、氟含量剛開始飲用時不超標，但經過集中大量采水后，砷氟含量有升高超標現象。所以，改變尋找新水源為凈化超標水成為切實解決該地區飲水除砷降氟問題的現實和有效方法。

隨著國家生活飲用水衛生標準GB5749-2006的實施，氟含量大于1.0mg/L和砷含量大于0.01mg/L的水均為不合格飲用水，因此，研究高氟水和高砷水的處理技術，研究針對適合分散和集中水處理的設備，降低凈水成本，減少能源消耗，讓河套地區農牧民更易接受凈水設備，提高飲水質量，讓國家的政策惠及每一個老百姓，具有深遠的歷史意義和現實意義。

2 國內外水凈化技術現狀

國內外對于飲水高氟、高砷和苦咸水的處理，首先，一般采用更換水源的辦法，尋找合格水源，建立供水站，鋪設管道，分輸各戶。該方法投資大，要求地理環境相對平坦，有專門的供水管理人員，適合人口相對集中地區。其次，利用現有水源進行集中水處理，水處理設備為大型設備，廢水率高，價格昂貴，設備的使用效率較低，不適合農村和牧區使用。而用于飲用水除氟砷的水處理技術有多種，常規除氟技術有骨炭吸附法、活性氧化鋁吸附法和混凝沉淀法等，這些常規技術由于受技術操作、管理、運行等要求影響，不宜在農村牧區使用。膜法除氟砷技術（如電滲析、反滲透等）操作簡單，應用方便，適用范圍廣。苦咸水淡化，主要集中在蒸餾法、反滲透法和電滲析法等系統技術方面，納濾技術在苦咸水淡化領域的應用也逐漸活躍起來。一些新技術（如火山巖分子篩吸附降氟設備、碎石吸附降氟技術等）也在實踐中開始應用。這些設備的電力供應一般采用傳統供電，耗能較高，處理水成本居高不下，這也成為凈水技術應用的一大障礙。

3 電絮凝技術的飲用水凈化

3.1 電絮凝技術簡介

電絮凝（又稱電凝聚）技術是電化學技術的一種，電絮凝技術近幾年在處理水體凈化方面成為研究熱點。電絮凝技術最早于1889年由Eugene Hermite首次提出了使用電極凈化廢水概念。從1963年至1974年間美國科學家運用電絮凝技術處理了食品廢水和市政污水，1984年挪威科學家（Vik E.A）采用電絮凝凈化了生活飲用水，我國研究人員也在不斷的探索和應用電絮凝處理含酚、含鉻、制革等不同類型的生活飲用原水處理和工業廢水。目前，被公認的電絮凝機理為2001年由M.Yousuf提出：采用可溶性金屬作為電極板，在外加電壓作用下，金屬陽極板（鋁、鐵）發生溶蝕，產生大量的陽離子，這些陽離子又經過一系列復雜的縮聚和水合作用，生成具有不溶于水的并有吸附水中污染物的絮狀物物質，從而將污染物從水中去除，在金屬陰極板產生具有較強的還原能力的氫，陽極板還可能會有氧氣放出，這些氣體小氣泡在上浮過程中與溶液中的絮狀物接觸，將絮狀物推浮上升，可以達到對污染物進行浮選的目的。

3.2 影響電絮凝凈水效率的幾個因素

（1）原水的PH值對電絮凝除氟、砷的影響。由于河套地區地下水質的PH值一直處于比較穩定的狀態，處于7.2～7.8之間，在凈化水之前不進行PH值的調整，根據以往實驗經驗，同時得到廣泛認同，PH值越低，凈化水過程中降除氟的效果就越好，在本實驗中不對原水的PH值對電絮凝除氟、砷的影響進行實驗驗證。

（2）電流密度對電絮凝除氟、砷的影響。實驗所用電源為可調直流電源，電流調節在1～100A之間進行，選用三組不同電流密度值進行實驗，對比電流密度對電絮凝除氟、砷的影響。

（3）極板之間的間隙對電絮凝除氟、砷的影響。極板是可調間隙式設置，為了實驗結果的可比性，每間隔5mm做一個測試位置。

（4）溫度對電絮凝除氟、砷的影響。由于河套地區地下水溫度變化一年四季比較小，上下波動在十幾攝氏度之內，單以溫度對電絮凝效率的影響在這個溫差下不明顯，在本實驗中亦不對該因素進行驗證。

（5）電絮凝時間對除氟、砷的影響。通過實驗找到能使原水中氟、砷去除率達到80%以上的最合理時間，這項測試需與電流密度和極板之間間隙共同測試。

3.3 除砷降氟實驗設備及實驗流程

電絮凝除砷降氟實驗裝置主要由10000ml反應水槽、鋁電極、CTNP型智能脈沖電源模塊、自吸泵、錳砂濾罐等組成，設備技術參數如表1。

針對河套地區地下水質安排除砷降氟凈化水過程如圖1。

3.4 原水來源和水質檢測

實驗所用原水采用河套地區具有代表性的巴彥淖爾市烏拉特后旗牧區地下水，采樣完畢后進行水質檢測，結果顯示該原水PH為7.8，濁度為1.02度，溶解性總固體為1220毫克/升，總砷0.081毫克/升，總氟3.1毫克/升，氟和砷明顯超過我國生活飲用水衛生標準（GB5749-2006）。

3.5 實驗過程分析

（1）在實驗中，固定電源電壓輸出值為12V，電源電流輸出值為20A，每隔10分鐘電極自動倒換一次，極板之間的間隙從5mm～30mm，每隔5mm調節一次，通過實驗發現，電絮凝陰陽間極板的間隙越小，除砷氟的效率越好，但如果小于5mm極板之間電場的不均勻性會增強，較為容易引起極板短路，實驗做了30分鐘內時間與極板間隙對于氟砷去除率的影響，實驗結果見圖2。

實驗結果表明：隨著極板間距的增加，電極處理效率下降，氟砷去除率下降。極板間距小，有利于電化學氧化反應，同時使得極板產生的離子擴散的距離短，能較快地與溶液中污染物發生作用，有利于提高電化學氧化的去除效率。在板間距為10mm，反應停留時間20分鐘時，輸出電流22A，氟砷去除效率最高，達到85%。為了避免由于極板間隙較小導致極板鈍化現象，采用10分鐘自動倒換電極的方式效果明顯。

（2）實驗固定電源電壓輸出值為12V，電極之間間隔10mm，每隔10分鐘電極自動倒換一次，反應時間對處理效果的影響調節電流從10A～34A調整，在0～30分鐘內每隔6分鐘取水樣，實驗結果見圖3。

實驗結果表明，隨著反應時間的延長水樣中的氟砷去除率逐漸增加。這是因為反應初期，水樣中氟砷濃度相對較高，隨著反應時間的增加，在電極表面反應的物質就越多，從而反應速率較快。當反應經過10 min時氟砷去除率有明顯增加。但隨著反應過程的進行，水中氟砷濃度降低，反應速率降低，因此結合工程實際應該盡量降低其反應停留時間，確定最佳停留時間為20分鐘。

4 研究結論

（1）電絮凝技術應用在河套地區高氟、高砷、苦咸水水凈化中。

（2）根據實驗結果得出，反應停留時間20分鐘，輸出電流22A，電極板間距10mm，板間電壓24 V，極板每隔10分鐘自動倒一次電極，氟砷的降除率達80%以上。

（3）采用電絮凝的方法去除河套地區地下水中氟砷的效果比較好，工藝流程簡單可行。同時從實際應用角度考慮，在保證去除效果的情況下，為盡量減小能耗，需要進一步針對河套地區風力和太陽能資源較為豐富，尤其特別適合河套地區的邊遠農牧區凈化水電源用風光互補系統解決。

參考文獻

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作者簡介

樊剛強（1984-），男，碩士學位。現為河套學院講師。主要研究方向為機械設計、水凈化設備等。

第7篇：含氟廢水的處理方法范文

關鍵詞 晶體硅太陽能電池；含氟污水；新型太陽能電池

中圖分類號：TM914 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0007-02

1 太陽能電池的應用

隨著社會的不斷進步和發展，煤炭、石油等不可再生能源儲備大幅度減少，尋找和開發新能源成為當前人類面臨的重要問題，不可再生能源在使用過程中對環境的影響也引起人們的重視。可燃冰等開采難度較大的能源能否大規模采集應用也還是未知數。因此，作為未來人類發展的能源保障，新能源行業正迅速的發展起來。新能源是指在新技術基礎上，系統地開發利用的可再生能源。如核能、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能等。其中太陽能在使用過程中無污染、資源廣泛，符合當今世界環境保護和可持續發展的要求和趨勢。也因太陽能的存在范圍很廣，所以正大范圍的出現在人們的生活中，像是太陽能熱水器，太陽能電池等。DisplaySearch的太陽能產業研究報告中指出，從2008年1月至2009年7月，世界各地將安裝大約114億瓦容量的太陽能電池。1998年在維也納第二屆全球光伏技術大會上，會議主席施密特教授指出：“光伏將在21世紀上半紀取代原子能而成為全球能源，唯一的問題是2030年還是2050年最終實現”。正如施密特教授的預言的一樣，太陽能世紀已經到來。

2 太陽能電池的分類

2.1 單晶硅太陽能電池

單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室中的最高的轉換效率為24.7%，工廠大規模生產效率為15%。在大規模應用和工業生產中占據主導地位，原料硅來源豐富，但是單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難。用作太陽能電池的不是普通的硅，而是純度為99.9999%的硅。硅的提純工藝復雜，電耗很大，在太陽能電池生產總成本中超過了1/2。另外，現如今中國對其的冶煉能源多為煤炭，且用改良西門子法提純硅時會產生大量的硅氯化合物，若是處理不當，會造成很大的環境污染。

2.2 多晶硅太陽能電池

多晶硅薄膜太陽能電池一般采用氣相沉積法制備。它所使用的硅遠比單晶硅少，也沒有效率衰退的問題，并且可以利用廉價底料制備，成本遠低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池。因此多晶硅電池制備不久將成為薄膜太陽能中發展速度快的方法。但是，多晶硅太陽能電池的使用壽命相比于單晶硅太陽能電池短些。

2.3 非晶硅太陽能電池

非晶硅太陽能電池是1976年出現的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，消耗的硅材料少，用點更低，它的主要優點是弱光條件也能發電。它的成本低、重量輕、轉換效率較高，有利于大規模生產。但由于材料引發的光電效率衰退效應，是其穩定性不高，轉換效率國際先進水平為10%，如果能進一步解決穩定性問題及提高轉換率問題，那么，非晶硅太陽能電池將會成為太陽能電池的主要發展產品。

2.4 多元化合物太陽電池

為了尋找單晶硅電池的替代品，人們除開發了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外，又不斷研制其它材料的太陽能電池，以解決硅電池的環境污染問題。其中主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦鎵硒薄膜電池。

3 晶體硅太陽能電池環境污染問題

太陽能電池生產的大量應用，不僅給人們帶來了經濟效益，同時也有許多環境問題的產生。在硅太陽能電池的生產過程，一些廢水，廢氣和廢渣的產生是不可避免的，其中以廢水成分最復雜，危害嚴重。

3.1 晶體硅太陽能電池生產工藝簡介

硅太陽能電池生產中在腐蝕清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工藝過程中須使用氫氧化鉀、IPA 、硫酸、鉻酸、氫氟酸、鹽酸等化學試劑，相應的產生含IPA 的廢液、廢水以及含氟廢液廢水、含鉻廢水。硅太陽能電池的生產過程如下所述。

1）清洗：清洗步驟主要是為了去除硅片上的污物。

2）制絨：單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成許多的四面方錐體結構。使其入射光在表面進行多次反射和折射，增加光的吸收，提高了電池的短路電流和轉換效率。

3）擴散：磷的擴散是在硅片表層摻入純雜質原子的過程。

4）刻蝕、去PSG ：把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡，用化學腐蝕的方法，產生化學反應，生成可溶性的絡和物：六氟硅酸，用來去除擴散制結后在硅片表面形成的磷硅玻璃。

5）等離子化學氣相沉積（PECVD）：目的是對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕，以去除電池邊緣的PN結。通常采用的技術是等離子刻蝕技術。其方法是在低壓狀態下，反應氣體分子在射頻功率的激發下，電離，產生等離子體。

6）絲網印刷：采用壓印的方式將預先設定好的圖畫印刷在基板上。

7）燒結：使用高溫合金方法，讓印刷上的金屬電極與硅片之間的連接更加牢固。

8）測試、包裝、入庫：測試電池片的性能指標，合格則包裝入庫。

3.2 工藝中的廢物污染

硅料生產中，廢水主要來自于多晶硅廢水、切片廢水和有機硅廢水。在生產過程中需要對含硅原料用HF、鉻酸、HNO3、HCl等強酸進行適當的腐蝕，由此產生大量的含氟酸堿廢水。這些過程中產生的廢水pH較值低， 而且含有一定量的懸浮顆粒。再者，其水量、水質的變化幅度大，處理難度也相應比較大。而如今國內對于其廢水的處理技術還遠遠達不到環境友好的標準，而在廢水處理的過程中也無形的提高了晶體硅電池的生產成本。

硅料生產還產生廢氣，廢渣，現太陽能電池原材料為多晶硅，由金屬硅提純而來，目前國內均采用化學法（改良的西門子法），在這其中污染最嚴重的，是在還原過程中產生的副產品，四氯化硅（一種腐蝕性極強、很難保存的有毒液體，急毒性。且四氯化硅不能自然降解，如果將四氯化硅埋在地下或者河中，水體將會受到嚴重污染，土地將會荒廢，寸草不生）。上述這些還不包括大量氯氣等其它易燃易爆有毒氣體。

4 新型太陽能電池研發的必要性

由上述晶體硅太陽能電池的生產工藝來講，硅料生產過程中的污水，廢氣，廢渣，雖說已經有了較為成熟的處理工藝，但是還是不夠理想，對環境造成的傷害還是高于標準。因此想要生產出高效、低成本、對環境友好、無污染的硅電池的難度非常大。幾乎是不可能實現的。為了尋找單晶硅電池的替代品，除開發了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外，還應該研發新型的，無硅的太陽能電池。因此，新型的太陽能電池的研發就顯得非常重要。

5 總結

在發展經濟的同時不能破壞我們的生存環境。對于現在的技術水平來說，生產出無污染的晶體硅太陽能電池并非是一朝一夕便能實現的，而且其生產與廢水處理技術也趨近于成熟，可提升的空間并不大。因此，研發一種新型的太陽能電池是非常有必要的。

第8篇：含氟廢水的處理方法范文

關鍵詞： 高氟水；飲用水；吸附法；人造沸石

高氟水在中國分布較為普遍，主要分布在華北、西北、東北和黃淮平原等區。甘肅省環縣大部分是苦咸水區和高氟水區。由于水質及其他因素，發生了不少地方病，如布氏桿菌病、嚴重氟中毒、大骨節病、甲狀腺腫等，尤其氟病面寬量大。環縣境內有甜水、山城、南湫、羅山川、虎洞、車道、盧家灣、毛井、洪德、環城、演武等11個鄉鎮為氟病區，飲用水氟含量為1.2-5MG/L，其中甜水鎮甜水街村表現最為典型，氟斑牙患病率高達25.6%，氟病癥患病率達14%，輕者駝背腰彎，重者殘廢喪失勞動力，甚至死亡。國內外對高氟飲用水的處理技術做過不少研究，但不同程度地存在處理費用高、適（實）用性差、氟含量難以穩定達標的問題[1-4]。因此，我們迫切需要根據高氟水的特點，開發研究能滿足農村分散供水條件下經濟適用的高氟飲用水處理技術，保障農村居民的飲水安全。

吸附法處理高氟飲用水具有很多優勢，其關鍵是吸附性能的優化[5]。沸石因其獨特的結構，具有良好的吸附和離子交換性能[6]，并具有耐酸、耐高溫、耐輻射等性能，使得沸石在水處理領域有著廣泛的應用[7，8]。本研究通過試驗系統研究了吸附劑——人造沸石的氯化鐵的改性方法，確定了改性人造沸石吸附處理高氟飲用水的主要技術參數，揭示了影響除氟效果的關鍵因素，初步探討了吸附劑改性作用機理，為開發高效實用的小型高氟飲用水處理裝置提供了科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

人造沸石（河南鞏義市科源凈水材料廠），氯化銨（西安三浦化學試劑有限公司），三氯化鐵（西安三浦化學試劑有限公司），所用試劑均為分析純。

水樣：甘肅省環縣甜水鎮甜水街村高氟地下水，氟的質量濃度為2.41mg/L。

1.2 實驗儀器

PHS-3C型精密酸度計（上海精密科學儀器有限公司），85-1型恒溫磁力攪拌器（鄭州科達機械儀器設備有限公司），FA1004電子天平（上海江儀儀器有限公司），PF-1型氟離子選擇性電極（上海博取儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

沸石改性方法：將人造沸石經一定含量的氯化銨溶液室溫浸泡后洗凈，再用氯化鐵溶液浸泡一定時間，得到鐵法改性沸石。

高氟水處理方法：定量分取改性沸石于聚乙烯瓶中，按照1：25的固液質量比加入待處理的高氟水樣，室溫震蕩30min后靜置，取上清液測定氟含量。

氟含量測定方法：采用GB/T 5750-2006氟離子選擇電極法[9]。

2 實驗結果與討論

2.1 氯化銨含量對除氟的影響

2.3 氯化鐵含量及處理時間的影響

3 結論

人造沸石經NH4Cl溶液活化處理，能調整孔道結構，使其活性比表面積增大，更好地吸附鐵鹽及其水解產物，成為鐵鹽的良好載體，提高其去除水中氟離子的能力。

以質量分數為3%的氯化銨溶液浸泡6h洗凈后，用質量分數為5%的氯化鐵溶液浸泡8h，改性后的人造沸石處理氟離子的質量濃度為0.96mg/L。原水pH適用范圍在6.5～8.0。

基金項目：慶陽市科技計劃項目（GC2011-15）

參考文獻：

[1]陳后興、羅仙平、劉立良，含氟廢水處理研究進展[J].四川有色金屬，2006，3（1）：31-35.

[2]Lounici H，Addour L，Belhocinal D，et al，Study of a new technique for fluoride removal from water[J].Desalination，1997，114：241-251.

[3]盧寧、高乃云、徐斌，飲用水除氟技術研究的新進展[J].四川環境，2007，26（4）：119-122.

[4]董歲明、閻英桃、董延芳，載鐵改性沸石吸附法吸附劑去除含氟水中氟離子的研究[J].漢中師范學院學報：自然科學，2004，22（1）：57-60.

[5]劉曉園，飲用水除氟技術的發展與應用[J].中國給水排水，1989，5（6）：21-24.

[6]葛學貴、太玉明、李大好等，沸石在環境治理工程中的應用[J].環境科學與技術，2001（6）：21- 24.

[7]戴清清、宋綿新，幾種非金屬礦物材料對污水處理的研究現狀[J].中國礦業，2005，14（1）：38-40.

[8]John P B，Marios T.Treatemt of aqueous effluent for fluoride removal[J].J Water Pollution Controlled，1987，59：191-198.

[9]GB/T5750-2006 生活飲用水標準檢驗方法[S].

[10]GB5749-2006 生活飲用水衛生標準[S].

第9篇：含氟廢水的處理方法范文

關鍵詞：氟化物選擇電極法分光光度法離子色譜法

1引言

氟是人體必要的化學元素之一，一個成年人每天都通過飲水和食物的方式需攝入2～3mg氟。其中通過飲水約占需氟量的50%，當攝入氟量不足時，易發生齲齒病，尤其是嬰兒。攝入量過多（高于1.5mg/L）時，易患斑齒病。當水中氟含量高于4mg/L時，還可能得氟骨病。因此，許多國家把飲水氟含量標準定為0.5～1.0mg/L之間。美國在2803個市鎮的5000萬居民低氟飲水中加氟，并配合使用含氟牙膏，結果使齲齒癥減少了40～70%。飲用含1.0ppm(氟化物濃度)氟的水，僅有少數人牙齒上出現斑點；飲用含1.4～1.6ppm氟的水，則有一些人的幾個牙齒上出現明顯淡黃色至褐色斑點；飲水含氟高于2ppm時，則有許多人在大部分牙齒上出現褐色的斑點。因而飲水中氟含量不能太低，也不能太高，對地表水中氟化物進行嚴格的監測，對人的身體健康十分重要。

2水中氟的來源

水中氟的來源主要有兩類：一類是雨水或者地表水，地下水流經含氟的土壤、巖石，從中淋溶出部分氟來；另一類是人為污染來源，電解鋁以冰晶石作為助溶劑，可使熔融溫度從2000℃下降至1000℃；還有就是來自有色冶金、鋼鐵、鋁加工、玻璃、磷肥、電鍍、農藥等行業排放的廢水以及含氟礦物廢水中。

3水樣保存和預處理

3.1水樣的保存

水樣中的氟多數是以可溶性氟化物的形式存在，而在懸浮顆粒態中的氟常常是不溶性的氟化物，因而，需通過微孔濾膜過濾除去。從現場可以將樣品直接盛放到聚乙烯塑料瓶中，不用另加保存劑，密閉保存可以達半年之久。含氟化物的水樣不宜貯存在玻璃瓶中，因為F-易和玻璃成分的Si、B發生反應，或者吸附在器壁表面，致使氟化物濃度下降。

3.2水樣預處理

對于清潔的地表水，一般可以直接取樣測定，氟化物常用的預蒸餾方法主要有直接蒸餾和水蒸氣蒸餾。

①直接蒸餾

在高沸點酸介質中，水中氟化物直接以氟硅酸或氫氟酸形式被蒸出。為了避免餾出物帶出硫酸，蒸餾溫度不要超過180℃。該種方法簡單，蒸餾效率高，但是蒸餾溫度比較難以控制，易發生暴沸。當水樣中氯化物含量過高時，可以在蒸餾前加入適量固體硫酸銀再蒸餾。

②水蒸氣蒸餾

水樣中加入高氯酸加熱，在130～140℃通入水蒸氣，水中氟化物以氟硅酸或者氫氟酸的形式被蒸出，收集餾出液用于測定。當水樣含有高濃度有機物時，為避免與高氯酸反應而發生爆炸，可以用硫酸代替高氯酸。水蒸氣蒸餾可以比較嚴格地控制反應溫度，排除干擾的效果好，安全。

4分析方法

4.1氟離子選擇電極法

這種方法簡便、快速、準確度好，在我國水質監測中應用非常廣泛。

①原理：氟離子選擇電極是一種以氟化鑭（LaF3）單晶片為敏感膜的傳感器。由于單晶結構對進入晶格交換的離子有嚴格的限制，因而有良好的選擇性。測量時與參比電極組成原電池：

AgAgCl,Cl-(0.3mol/L),F-(0.001mol/L)LaF3待測液KCl（飽和）Hg2Cl2, Hg

原電池的電動勢（E）隨著溶液中氟離子活度的變化而變化，即E=E0-SA

其中，E―測得的電極電位；E0―參比電極的電位（固定值）；A―溶液中氟離子的活度；S―氟電極的斜率。用酸度計或者離子計測量上述原電池的電動勢，并與氟離子標準溶液測得的電動勢相比較，即可求知水樣中氟化物的濃度。測定范圍為0.05～1900mg/L。

②干擾及消除辦法

電極法測定的是游離氟離子。和氟離子能形成穩定絡合物的一些高價陽離子以及氫離子將對試驗造成干擾，干擾程度取決于絡離子的種類和濃度、氟化物的濃度以及溶液的pH值。通常情況下，Al3+的干擾最為嚴重，其次是Zr4+、Sc3+、Fe3+等。為了消除Al3+、Fe3+等的干擾、保持溶液的總離子強度、控制溶液的pH值（pH為4.5～5.5），需要在水樣和標準溶液中加入總離子強度調節劑（TISAB）。

③影響實驗的因素

影響實驗結果的因素很多，主要包括電極的斜率、電極的穩定性、電極的響應時間、待測溶液的濃度、pH以及溫度和攪拌的影響。

電極的斜率：它直接影響該方法的靈敏度和準確性。直接電位法對電極的要求非常高，應該按電極使用說明書準備電極，并首先檢查電極的斜率是否符合要求，通常情況下，測得的電極斜率值應不低于理論值的90%。

穩定性：將電極放在10-3mol/L的溶液中24h,觀察其電位的變化，最好的電極24h的漂移應小于2mV。

電極響應時間：影響電極響應時間的因素主要包括膜本身的結構、性質和光潔度以及待測溶液的濃度等。

待測容易濃度：氟電極的測定范圍很寬，從10-7mol/L到飽和溶液中的氟都可用它進行測試。由于在濃溶液中要獲得穩定的電位比較困難，為了保護電極，在實際工作中上限一般定為1mol/L。盡管1mol/L以上仍然有反應，但很少采用，一般在10-3mol/L以下使用比較合適。

pH值：氟化物含量越低，其適宜的pH范圍越窄。當氟化物含量為10-5mol/L時，有效的pH范圍為5～8；10-3mol/L時pH范圍為5～9。一般情況下，測定時溶液pH范圍為5～6。

溫度：溫度不僅影響電極的斜率，從而影響電極的電極電位，樣品的離解也受溫度變化的影響，所以，樣品和標準溶液應在相同溫度下進行測定。在10-3mol/L濃度水平時，溫度每變化1℃，產生2%的誤差。

攪拌的影響：攪拌狀態對電極電位、檢測下限、電極的實際響應時間等均有影響，并會使參比電極的鹽橋不易達到穩定的液接電位。所以在測定過程中，應使溶液處于沒有渦流和氣泡的、緩和、均勻攪拌狀態，而且試液和標準溶液應具有相同的攪拌速度。

4.2氟試劑分光光度法

①原理:氟試劑即3―甲基胺―茜素―二乙酸（ALC），在pH為4.1的乙酸鹽緩沖介質中，能與氟離子和硝酸鑭反應，生成藍色ALC-La-F三元絡合物，色度與氟離子濃度成正比，于620nm測定吸光度。測定范圍0.05～1.8mg/L。

②干擾及消除辦法：根據反應原理，凡是對ALC-La-F三元體系的任何一個成分存在競爭反應的離子，均會產生干擾。比如Pb2+、Zn2+、Cu2+、Co2+等能與ALC反應生成紅色螯合物；Al3+、Be2+等與F-生成穩定的絡離子。當這些離子超過容許濃度時，水樣應進行預蒸餾。

③影響實驗的因素

顯色的適宜pH值、顯色的介質、緩沖溶液、加入試劑的順序、顯色以及穩定時間等均會對該分析方法的靈敏度、穩定性有重要的影響。

4.3離子色譜法

水樣采集后，經0.45μm微孔濾膜過濾，測定前將水樣按比例與淋洗液混合，使碳酸鈉與碳酸氫鈉濃度分別為0.0024mol/L和0.003mol/L，以除去負峰干擾。進樣后經導電檢測器檢測，根據出峰保留時間定性，根據峰值與標準溶液比較定量。本方法可以同時測定F-、Cl-、NO2-、Br-等的濃度，適用于連續測定天然水中上述陰離子的含量。測定濃度范圍為0.06～10mg/L。