含氟废水如何处理？——吸附+工艺
来源：江苏海普功能材料有限公司 阅读：5575 更新时间：2021-07-23 09:31在地壳中，氟含量为544ppm，是丰度第13位的元素。氟主要是以萤石（CaF2）、氟磷酸钙（Ca10F2(PO4)6）、冰晶石（Na3AlF6）等化合物的形式存在于自然界中。岩石、矿物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要来源。
工业生产过程中，也会排放大量的含氟废气、废液和废渣，造成工业氟污染的氟化物主要来源于冶金工业的炼铝、炼钢，化学工业的磷肥和氟塑料生产，硅酸盐工业的砖瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生产，电力工业的燃煤发电。
废气和废液会直接污染环境，而含氟废渣也会成为间接的氟污染源。这些含氟废气、废液和废渣的特点是排放集中，引起周边人、畜中毒，引发地方性氟病。
含氟废水的处理方法有多种，国内外常用的方法大致分为两类——沉淀法和吸附法。
除这两类方法外，还有离子交换树脂除氟法、超滤膜法、电凝聚法、电渗析法，由于成本高和除氟率低等原因，这些方法至今很少推广应用于常用除氟工艺。
一、化学沉淀法
对于高浓度含氟水（氟离子浓度大于20mg/L），一般采用石灰或电石渣沉淀法，利用石灰中的钙离子与氟离子生成氟化钙沉淀而去除氟离子。化学沉淀法具有原理简单、处理方便、成本低、效果好的特点，目前广泛应用于处理高浓度的含氟水。但在一定程度上存在设备庞大、处理后出水很难达标、沉渣沉降缓慢且脱水困难等缺点，常常需要添加氯化钙或其他混凝剂，使沉淀加速。
二、混凝沉淀法
该方法是将酸、碱含铜废液经由第一次中和、离心过滤、再次中和结晶，以及筛滤与脱水等作程序而制得具有较高品质硫酸铜的方法。这种方法得到了产品硫酸铜，产品附加值比铜泥高。但废液中的铜以硫酸铜的形式回收之后，废水也需要排放，污染环境。
三、混凝沉淀法
对于低浓度含氟水（氟离子浓度小于20mg/L），一般采用混凝沉降法，利用混凝剂在水中形成带正电的胶粒吸附水中的F-，使胶粒相互并聚为较大的絮状物沉淀，以达到除氟的目的。混凝沉降法具有药剂投加量少、处理水量大等优点，但一般只适用于含氟较低的水处理，如果要取得更好的效果则需要与其他方法联合使用。
但除氟效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等阴离子浓度的影响较大。近年来随着化学和水处理工业的不断发展，很多高效的混凝除氟剂不断涌现，使强化混凝技术重现生机，随着传感技术和自动控制技术的应用，实时控制混凝剂的投加量已成为可能。
四、海普定制化处理工艺
江苏海普功能材料有限公司开发的吸附+（HAP工艺）可对废水或废酸中的氟离子进行选择性吸附并富集到吸附材料中，从而实现分离氟离子的目的，吸附出水氟含量大大降低，满足后续步骤相关要求。
海普HAP工艺在对料液调节pH后先过滤处理，将其中的悬浮物和细小颗粒物截留，防止杂质进入吸附材料中，影响吸附性能。
过滤后的料液再进入装有特种吸附材料的吸附塔进行吸附，吸附饱和后，对吸附材料进行脱附再生处理，吸附材料再生后可重复使用，吸附出水料液由客户后续回收处理，高浓度脱附液客户自行除氟处理。
图1 工艺流程图
五、案例介绍
安徽某新材料科技有限公司经营范围包括前驱体、正极材料及新能源材料的研发、生产、加工、销售。企业生产过程中产生的硫酸锂料液需要进行除氟处理，针对该料液的特点、难点和处理要求，选用我公司相关专用吸附材料对该料液进行吸附处理，出水能满足客户要求，废水设计指标如下表。
废水设计参数表
实验室小试吸附处理数据
处理效果外观图：
图2 左为原水、右为吸附出水
该废水经前处理调节pH至4左右后，再经特种吸附剂吸附处理后，氟含量在1ppm以内，满足客户要求；.吸附剂经过多批次吸附脱附试验测试，其结果表明吸附性能稳定可靠；
该HAP工艺整体项目采用PLC程序自动控制，对吸附装置的温度、压力及液位等参数实时监控，实现全程自动化操作， 且PLC与上位机通信，便于生产中掌握装置运行情况:
（1）配备的独立操作控制柜，便于管理及日常维护；
（2）机泵的控制：机泵与对应储罐液位计联动，随储罐液位的高低而动作；且每台电机均设置现场操作柱，根据需要现场可切换手动/自控操作模式。
（3）吸附系统的自动控制：水泵与自控阀门根据温度压力及运行时间等流程进行自动切换；
（4）吸附系统的手动控制：为应对偶然情况需单个设备动作，中央控制台兼有手动系统，即各台设备的控制兼有独立性，可不与其它设备关联。
（5）逻辑控制图包含吸附和脱附模块，吸附模块具备手动、自动、停止、启动等功能，脱附模块具备结束、暂停、恢复、停止、脱附启动等功能。
（6）所有的泵、阀在上位机中有手动控制和自动控制两种操作模式，可以实现对单台泵、阀门的控制。
六、吸附法的优点
1.有效降低出水中氟离子浓度，可保证出水达标排放或满足后续工艺的运行要求；
2.采用特种改性的吸附材料，吸附容量大，设备投资少，运行费用低；
3.工艺流程简单，可实现全程自动化操作，操作维护方便；
4.可实现多层布置，占地面积小，安装周期短；
