含氟廢水廣泛來源于礦石開采、鋁加工等行業(yè),其氟化物排放常超標,國家污水綜合排放標準要求氟離子濃度小于10mg/L,飲用水則需低于1mg/L。目前主流處理方法為沉淀法與吸附法,但均存在局限:化學(xué)沉淀法雖成本低,卻因石灰利用率低,處理后氟含量難達一級標準,且泥渣處理不便;吸附法僅適用于低濃度廢水,接觸床頻繁再生導(dǎo)致運行成本高。此外,冷凍法等技術(shù)因效率與成本問題,難以工業(yè)推廣。
絮凝氣浮新工藝采用“絮凝—氣浮—吸附”結(jié)合模式,核心借助鋁離子三重作用除氟:一是生成的無定性Al(OH)?(am)原體通過氫鍵吸附氟離子;二是聚陽離子及Al(OH)?(am)沉淀中的OH?與F?發(fā)生等電荷離子交換;三是F?與Al³?形成多種絡(luò)合物沉淀。絮凝產(chǎn)生的絮狀物經(jīng)氣浮分離,出水再經(jīng)砂濾和活性炭吸附后排放。
某半導(dǎo)體廠應(yīng)用實例顯示,其含氟廢水平均進口濃度165.54mg/L,pH=2.39,日排放量50m³。處理時,廢水先入調(diào)節(jié)沉淀池,再泵入絮凝反應(yīng)池,投加NaOH、聚鋁及PAM助凝劑,控制pH在7左右,反應(yīng)15分鐘后流入氣浮分離池。溶氣水將沉淀物托為浮渣刮除,清液部分回流作溶氣水,其余經(jīng)砂濾和活性炭吸附后排放。
監(jiān)測表明,該設(shè)施出水pH穩(wěn)定在6.5~7,氟離子濃度低于5mg/L,除氟效率達98.9%,滿足一級標準。經(jīng)濟評估顯示,利用原有設(shè)施降低了總投資,運行費用僅0.50元/噸。該工藝優(yōu)勢顯著:聚鋁用量較傳統(tǒng)鋁鹽減少一半,NaOH替代Ca(OH)?減少泥渣量,解決了結(jié)垢與管路堵塞問題;氣浮技術(shù)優(yōu)化了固液分離,活性炭吸附則保障出水穩(wěn)定達標。