高浓度酸性含氟废水处理试验研究 4页

第20卷第3期湖南有色金属2004年6月HUNANNONFERROUSMETALS31·环保·高浓度酸性含氟废水处理试验研究吴兆清(湖南有色金属研究院,湖南长沙410015)摘要:采用石灰-铝盐两段净化工艺,对高浓度酸性含氟废水进行处理研究。介绍了pH值、沉淀时间、搅拌时间、A1/F等条件对处理水残氟的影响。结果表明:控制一段pH=11,淀淀1h,二段pH=6～8,A1/F=4,沉淀2h,处理后外排水中氟浓度小于10mg/L,达到国家排放标准。该工艺简单可行、操作方便,经现场验证,效果良好。关键词:高浓度酸性含氟废水;除氟;石灰中和;搅拌;CaF2沉淀中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1003-5540(2004)03-0031-03氟是人体必需的微量元素,但长期饮用过量的上,影响CaF2的反应快速进行。因此,本研究采用氟或接触高浓度含氟废水会引起疾病,甚至急性氟在石灰一段处理基础上,投加铝盐作为混凝剂,进一中毒。某些行业,如萤石矿开采、铝盐加工、玻璃、电步除氟,使处理水稳定达标排放。子行业产生的废水含氟较高,高浓度含氟废水进入常用的除氟混凝剂有铁盐和铝盐两大类。在选环境水体易引起地方性氟中毒病症。因此,高浓度择混凝剂上,考虑到投加铁盐会污染氟石膏(该厂氟含氟废水的处理日益引起人们广泛的关注。石膏作为一种付产品)影响其质量,且在试验中筛选受某厂的委托,对该厂高浓度含氟废水(含氟约混凝剂时也发现铝盐的混凝效果比铁盐要好,因此4000mg/L)进行处理试验。经试验研究,采用石灰本方案最终选定铝盐作为除氟混凝剂。-铝盐法两段净化工艺处理,取得了良好的效果,处铝盐加入到废水中后,Al3+与F-络合生成羟基理后净化水氟浓度可稳定达到GB8978-1996一级氟化铝化合物以及铝盐水解中间产物,部分Al3+生标准要求。成Al(OH)-3矾花对F的配位体交换、物理吸附、网1石灰-铝盐法除氟原理捕作用而去除废水中的氟。其反应式可表示为:7+7+-Al13O4(OH)24+XFWAl13O4(OH)24-XFX+XOH-高浓度酸性含氟废水,氟的存在形态以F为--Al(OH)3+XF→Al(OH)3-XFX+OH-2+主。在废水中加入石灰,利用F与Ca反应生成本研究针对高浓度含氟酸性废水的特点,采用难溶的CaF2沉淀而达到除氟的目的。其反应原理化学沉淀法和混凝沉降法相结合,综合了两种方法如下:2+-的优点,克服了单一方法的缺点,可确保处理水达到Ca+F=CaF2↓国家标准要求。单一采用石灰法处理,即使pH值高达12以上,也只能使沉淀后出水含氟控制在15～20mg/L左2试验研究结果右,达不到排放标准要求。其原因,一方面由于石灰2+211试验条件及对象乳的溶解度较小,未能提供充足的自由Ca使之形试验设备与试剂:ER4混凝搅拌试验机、2L烧成CaF2沉淀,另一方面新生成的CaF2微粒具有一杯、PHS-ⅢC酸度计、20L、30L搪瓷桶;工业石灰定的溶解度(18℃时为1613mg/L),同时,废水中2-2-(含Ca约65%),用自来水配成10%石灰乳投加;工SO4、CO3离子吸附在反应中形成的CaF2微粒业硫酸铝用自来水配制成10%的溶液投加。作者简介:吴兆清(1956-),男,高级工程师,主要从事环境评价与试验对象:本试验用水以某厂的干法氟化盐和环境治理等工作。湿法氟化盐工艺废水为试验研究对象,该废水特点n32湖南有色金属第20卷是酸度大、含氟浓度高、其他有害物质含量微,其水212试验流程-质成分:pH=117;F:4100mg/L。试验流程如图1所示。图1试验流程图213试验结果及讨论300mL),用定量滤纸过滤化验,结果见图3。由图321311一段石灰中和pH值与上清水残氟的关系可知,处理水残氟与反应时间成反比,反应时间越原废水加入不同量的石灰乳,控制不同的pH长,处理水中残氟量越低,当搅拌反应时间到达30值,搅拌30min,沉淀1h,取上清水化验,结果见图min后,处理水残氟量无明显变化,反应基本达到平2。随pH值的升高,上清水残氟迅速下降,当pH值衡。到达615左右时,上清水残氟出现一个低谷;pH值21313一段中和沉淀时间与处理水残氟关系再上升,上清水中残氟浓度有一定程度的升高;pH取12L原水加入石灰乳调整pH至11左右,搅值大于815后,上清水残氟又降低;当pH值大于拌反应30min,等量分成12份自然沉淀,在不同的1015后,上清水残氟迅速下降,至pH值为1210,上时间段取上清水化验,结果见图4,由图4可知,一段清水中的氟已较低,可达到25mg/L的水平。石灰中和除氟反应生成物沉降速度较快,沉淀20min后,上清水残氟降至65mg/L,至60min后可降至35mg/L的水平,以后随时间的延长,上清水残氟量无明显的变化。图2一段中和石灰中和pH值与上清水残氟的关系21312一段反应搅拌时间与处理水残氟关系取10L原水加入石灰乳调整pH至11左右,从10min开始取样,每隔10min取一次样(每次取样图4一段中和石灰中和沉淀时间与上清水残氟-的关系(原水F=4100mg/L,pH=114)21314二段铝盐混凝pH值与上清水残氟的关系用一段中和沉淀处理后的上清水(pH=11,F=4011mg/L),投加10%的硫酸铝溶液(A1/F=4),调整不同pH值沉淀2h,考查铝盐混凝pH值与上清水残氟的关系见图5。由图5可知,二段混凝pH值过高或过低均对除氟效果有较大的影响,pH值控制在6～8之间,上清水均可达到排放标准要求,pH值图3搅拌反应时间与处理水残氟量的关系控制在6～7之间效果最好。n第3期吴兆清:高浓度酸性含氟废水处理试验研究3321315二段混凝A1/F与上清水残氟的关系表1二段渣回流对一段中和处理效果显著的影响用一段中和处理后的上清水(pH=11,F=39一段中和处理二段混凝处理mg/L),按不同的A1/F比投加硫酸铝溶液,控制pH上清水上清水沉淀沉淀状态值在pH残氟pHAl/F残氟6～7之间,沉淀2h,二段混凝A1/F与上清水/min-1/min-1/mg·L/mg·L残氟关系见图6。由图6可知,在一定pH(6～7)的10196037166185120619二段渣不回流时条件下,A1/F比越大,上清水残氟越低,二段A1/F10196035126195120617二段渣回流时≥4可确保上清水达标排放。21317综合条件试验综合一段和二段试验条件,对原水(30L)进行了综合条件试验。控制一段pH=11、反应30min、沉淀1h,二段pH=7、A1/F=5,沉淀2h,上清水可稳定达到GB8978-1996一级标准。综合条件试验结果列于表2。表2高浓度含氟酸性废水处理结果水质项目-1pHF/mg·L原废水1174100处理水711618图5二段混凝pH值与上清水残氟的关系3结论11采用石灰-铝盐两段处理高浓度酸性含氟废水,工艺简单,投加药剂种类少,操作方便。该试验研究成果已在某厂现场由厂方进行验证,效果良好。21用本工艺处理高浓度酸性含氟废水,外排废水可稳定达到GB8978-1996一级标准要求。废水处理产生的污渣可用于生产氟石膏(付产品),投加铝盐作为混凝剂对氟石膏的质量无影响。31经权威机构查新表明,该工艺处理高浓度酸性含氟废水在国内未见相关报导。目前,该工艺应用正在实施过程中。参考文献:图6二段混凝A1/F与上清水残氟的关系[1]唐文浩,饶义平,刘强1稀土工业酸性含氟废水处理研究[J]121316二段混凝沉淀回流一段石灰中和试验中国环境科学,1996,16(8):267-2691为避免对二段沉淀渣单独过滤处理与堆存,在[2]吴敦虎,宁晓民1氢氧化铝废渣处理含氟废水试验研究[J]1城实际工程应用中会增加投资及管理上的诸多不便,市环境与城市生态,1999,12(2):8-101试验用二段混凝沉淀渣(约占二段处理量15%)回流[3]姜利群,季民1化学混凝剂法处理高浓度含氟废水试验研究[J]1城市环境与城市生态,1998,11(4):7-91至一段石灰中和沉淀工序,考查二段渣回流对一段[4]黄国林,邹丽霞,路达1含氟工业废水处理技术研究[J]1污染处理效果的影响,结果列于表1。由表1可见,二防治技术,1999,12(3):131-1331段回流对一段中和处理效果及回流后对二段混凝处理效果均无影响,二段渣回流到一段中和处理是可收稿日期:2004-04-05行的。(下转第55页)n第3期谢燕飞:韶关冶炼厂一系统鼓风炉熔剂槽等除尘系统改造55ModificationDesignsforDustRemoverinNo.1I.S.PFurnaceFluxBathXIEYan2fei(ShaoguanSmelter,Shaoguan512024,China)Abstract:TocounterthedefectsexistinginNo1I.S.PfurnaceZinchuldingbath、separationbath、fluxbathactofacertaincompany.Theoverallimpovingdesignsaremadeandgooddust2removingresultsareachieved.Keywords:I.S.Pfurnace;dustremover;improvingdesigns(上接第30页)ProcessandQualityControlinHotDipZincAlloysProductionLUOJian2sheng(ZhuzhouSmelterGroupCo.Ltd,Zhuzhou412004,China)Abstract:Tothequestionsthatarisefromtheclient’sconcernaboutalloyquality,thispaperanalyzesthefactorsaffectingalloyqualityinalloyproductionprocess,anddescribessometechnicalmeasuresaimmingatimprovingandcontrollingalloyquality.Keywords:Zincalloy;hotdipZincalloy;productionprocess;qualitycontrol(上接第33页)StudyonTreatingHigh2fluoride2acidWastewaterwithLime2aluminiumSaltProcessWUZhao2qing(HunanResearchInstituteofNonferrousMetals,Changsha410015,China)Abstract:Thelime2aluminiumsaltprocesswithtwo2stagepurificationwasusedfortreatingthehighlyconsistencyaciditywastewaterwhichcontainsfluoride.TheimpactofsuchfactorsaspH,timeofsubside、mixroundandA1/Fontherestofthefluorideoftreatmentwaterwerestudied.TheresultsoftestsshowthatundertheconditionofpH=6～8,A1/F=4,andprecipitationfortwohourforsecondstage,thetreatedwastewaterwithanfluoridecon2tentoflessthan10mg/Lcomeuptothenationaldischargestandard.Theprocessissimpleintechnology,easyinoperationandhasbeenvalidateinthecase,theeffectoflocaleisallright.Keywords:high2fluoride2acid2containing;fluorideremoval;limeneutralization;mixround;CaF2precipitation