戈尔薄膜液体过滤器在酸性含氟废水处理中的应用
钢厂在生产不锈钢板、带、管等产品时，需用HF-HNO3混合酸对不锈钢材表面进行酸洗处理，在此过程因冲洗产生大量酸性含氟废水，其pH值在2左右，主要成分有氟离子和Fe、Cr、Ni、Mn等重金属离子。目前该类废水主要采用石灰法中和混凝沉淀处理，由于生成的氟化钙溶度积较大，采用常规的斜板(管)沉淀池或平流沉淀池氟化物沉淀不完全，出水氟离子浓度在20 mg/L左右，无法达标。若将该水回用，往往因为水中残留较多的氟离子和铁离子造成不锈钢产品表面黄斑，影响产品外观质量。
上海五钢(集团)有限公司钢管分公司现年产不锈钢管5000余吨，在用HF-HNO3混合酸进行表面酸洗处理中平均排出酸性含氟废水1 000 t/d左右。该公司于1988年建成一套40 m3/h的含氟废水处理设施，采用电石渣悬浊液中和，碱式氯化铝混凝沉淀，两级斜板沉淀池去固处理工艺。经近10年运行，出水氟离子浓度始终未能达标。为此，在采用戈尔薄膜液体过滤器处理合金钢酸洗冲洗水获得成功的基础上，试用高效的戈尔薄膜液体过滤器，对经电石渣悬浊液中和的废水进行固液分离，探索其去除氟离子和重金属离子的可行性及运行条件。
废水来源与水质
废水水样采自五钢钢管分公司酸洗车间冲洗废水集水池。废水水质指标见表1。
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采用戈尔薄膜液体过滤器处理含氟废水的试验处理效果与五钢现有含氟废水处理系统沉淀池出水分析结果分别列在表2和表3。
表 2 戈尔过滤器数据
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表 3 混凝沉淀处理分析结果
由表2可知，采用戈尔薄膜液体过滤器处理中和后的废水，当膜孔选用0.5 μm时，出水氟离子浓度低于10 mg/L，达到国家排放标准；当膜孔选用1 μm时，出水氟离子浓度在10 mg/L左右，尚不能稳定达标，但加入适量助沉淀剂后，出水可稳定达标。
由表3可知，采用常规中和混凝沉淀法处理含氟废水出水，氟离子浓度无法达标。
膜通量与过滤周期
取2 000 mL中和的废水，在0.08～0.09 MPa工作压力下通过0.007 m2戈尔薄膜滤料，选用孔径分别为0.5 μm和1 μm的戈尔薄膜滤料，过滤时每隔1 min左右精确记录流量，约10 min反吹一次，所得试验结果见图1。图1的试验条件为工作压力0.08 MPa，工作温度22 ℃，进液SS 7 450 mg/L。
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由图1可见，0.5 μm和1 μm的戈尔薄膜滤料在前5 min的平均膜通量分别为0.8 m3/(m2*h)和1.2 m3/(m2*h)，以后膜通量减小，曲线趋于平缓，但每次反吹脱泥饼后仍可恢复良好膜通量特性，这是因为该滤料采用戈尔专有的膨体聚四氟乙烯薄膜制造技术制成的。具有表面摩擦因数低，单位膜面积成孔率高等特性，能始终保持较低过滤阻力和较高膜通量。因此，用戈尔薄膜滤料处理含氟废水，膜孔选用0.5 μm，设计单位处理量0.8 m3/(m2*h)，过滤压力0.08～0.10 MPa，过滤周期每5 min设定反吹一次。
排泥量及泥饼的水含量
取10 L废水，每次1 000 mL置于烧杯中，加含固量8 %～10 %的电石渣悬浊液中和至pH值为9.0左右，用戈尔薄膜液体过滤器过滤，将滤饼置于经干燥称重的量杯内称重，然后烘干再次称重，结果见表4。
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从表4可得，每处理1 m3含氟废水产生湿渣36 kg，渣的水含率为83 %。湿渣的容重经量杯测算约为2，即每处理100 m3废水产生约1.8 m3污泥渣。
结论
(1) 不锈钢酸洗工序产生的酸性含氟废水可用电石渣悬浊液中和，即用戈尔薄膜液体过滤器固液分离处理法来处理。选用0.5 μm膜孔或选用1 μm膜孔，另加适量助沉淀剂可使出水氟离子浓度和重金属离子浓度达到国家排放标准。
(2) 采用戈尔薄膜液体过滤器处理含氟废水的运行条件，当进水SS为6 000 mg/L左右、过滤压力0.8～0.10 MPa、膜孔选择0.5 μm时，单位处理能力为0.8 m3/(m2*h)，出泥水含率83 %，排泥量0.018 m3/m3废水，折干排泥量6.12 kg/m3废水。
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