氟铝酸钾废水的处理目录
氟铝酸钾废水处理方法:
1. 沉淀法:在铝盐溶液中加入Ca(OH)2溶液,生成氢氧化铝和氟化钙沉淀,经过滤去除沉淀物后排放废水。
2. 吸附法:采用活性氧化铝、活性炭等吸附剂吸附废水中的氟离子,达到净化废水的目的。
3. 离子交换法:利用阴阳离子交换剂交换废水中的氟离子和铝离子,达到净化废水的目的。
4. 电渗析法:利用电场作用,使氟离子和铝离子通过膜分离,达到净化废水的目的。
以上方法均可有效处理氟铝酸钾废水,选择适合自己企业的方法,达到国家及地方环保要求。
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采用实验室规模的化学沉降法处理含氟水,研究结果表明:当联合投加CaCl2- AlCl3-Ce(SO4)2调节pH = 8 搅拌反应30min时,能一次将含F- 500mg/L降至 10mg/L以下,此种方法简单易行,便于操作,实验结果为含F- 废水的达标处理提供了一定的科学依据.
氟离子半径小,溶解性能好,是较难去除的污染物之一.目前认识到的除氟机理主要有:
(1)生成难溶氟化物沉淀
如钙盐法中将氟离子转化为难溶的CaF2沉淀.钙盐联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐后,除氟效果增加,残氟浓度更低,主要原因是形成了新的更难溶的含氟化合物.如钙盐与磷酸盐合用时,生成Ca5(PO4)3F沉淀;CaCl2和AlCl3合用时,形成一种由Ca、Al及F组成的络合物沉淀,其具体组分和结构尚待进一步研究.一些由多种元素组成的氟化物,比单一元素组成的氟化物具有更低的溶解度,对它们形成条件的研究,有助于除氟工艺的改进和新方法的研究与开发.
(2)离子或配位体交换
F-与OH-半径及电荷都较为相近,除氟剂中的OH-基团可与F-交换而达到除氟的目的.如羟基磷酸钙Ca10(PO4)6(OH)2的除氟机理:
Ca10(PO4)6(OH)2+2F- Ca10(PO4)6F2+2OH-
铝盐混凝法中,铝盐混凝剂的最有效成分Al13O4(OH)7+24及其水解后形成的Al(OH)3(am)凝胶,其中的OH-配位体都可与F-交换:
Al13O4(OH)7+24+xF- Al13O4(OH)24-xF7+x+xOH-
Al(OH)3(am)+xF- Al(OH)3-xFx+xOH-
这一机理已被除F-后体系pH升高现象所证实.[Al13O4(OH)24-xFx]7+等阳离子形成后,可进一步水解生成Al13O4(OH)21F10等羟氟铝化合物.由于这一类化合物在水中有一定的溶解度,致使单独使用铝盐混凝除氟时最终出水的氟离子质量浓度很难降至4~7mg/L以下.
多数情况下离子与配位体交换是在固相中的OH-和液相中的F-之间进行的,降低液相中OH-浓度或提高F-浓度都有利于交换过程的进行.体系pH降低时,OH-浓度降低,但F-浓度会因形成HF而降低.最有利于F-与OH-进行交换的环境是pH为6~7的微酸性体系,这也是多数氟离子交换剂的最佳pH范围.
(3)物理或化学吸附
X光电子能谱的研究表明,活性氧化铝对F-的吸附是通过对NaF的化学吸附来实现的:
Al2O3+Na++F- Al2O3.NaF
羟基磷酸钙Ca10(PO4)6(OH)2对F-的吸附是通过对CaF2的化学吸附来实现:
Ca10(PO4)6(OH)2+Ca2++2F- Ca10(PO4)6(OH)2.CaF2
氟具有很强的电负性.红外光谱证实,在一些水化的Al2O3表面,F-可发生氢键吸附:
物理吸附中,最重要的是静电吸附.混凝除氟过程中,铝盐水解生成的Al3(OH)5+4、Al7(OH)4+17和Al13O4(OH)7+24等高价阳离子,可通过静电作用吸附F-,从而被随后形成的Al(OH)3(am)矾花卷扫下来.在这种情况下,当水中SO2-4、Cl-等阴离子的浓度较高时,由于存在竞争作用,会使Al(OH)3(am)矾花对F-的吸附容量显著减少.
(4)络合沉降
F-能与Al3+、Fe3+、Mg2+等阳离子形成络合物而沉降.如铝盐混凝法中Al3+与F-形成AlF(3-x)+x而夹杂在Al(OH)3(am)中沉降下来.
目前的技术情况
(1)对含氟水的处理,切实可行的方法有吸附法、化学沉淀法和混凝沉降法.吸附法适用于水量较小的饮用水的处理,使用羟基磷灰石、活性氧化镁、稀土金属氧化物等新型吸附剂可提高处理效率.化学沉淀法适用于氟浓度高的工业废水的处理,在传统的钙盐沉淀法基础上,联合使用磷酸盐、镁盐、铝盐等,比单纯用钙盐除氟效果好.混凝沉降法中,使用聚合铝类混凝剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝等,除氟效果比用Al2(SO4)3、AlCl3好.总的看来,各种方法中提高除氟效率的关键在于除氟剂的改进,如引入新组分,提高其中有利于除氟的化学形态的含量等.
(2)目前人们已认识到的除氟机理主要有生成难溶氟化物沉淀、离子或配位体交换、物理或化学吸附、络合沉降等.含氟水处理过程中,各种除氟机理有可能同时发生.开展除氟机理的研究工作,有助于现有除氟工艺的改进和除氟新方法的开发.
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自然界的氟多是化合态,主要有:萤石(CaF2)、氟磷灰石【Ca5(PO4)3F】、冰晶石(Na3AlF6)等。
它们都是重要的化工原料,广泛应用于炼铝、磷肥、钢铁以及有机氟高级润滑油。
火箭推进剂的二氟化氧。
氟化肼等工业生产中。
上述工业生产中所排出的含氟废水、废气和废渣都能造成环境污染。
煤的燃烧也会排放出大量含氟废气。
含氟废水的处理(1)氟化钙沉淀法:钙盐沉淀法广泛用来除氟。
在含氟废水中加入钙盐,使之生成难溶性氟化钙沉淀。
此法适用于处理含氟高的废水,处理后的含氟量可降至12~13毫克/升,另外氟化钙沉淀还可再处理回收。
(2)凝聚沉淀法:此法不需特殊设备,费用较低,但占地面积大,不易连续操作和实行自动化。
在实际应用中常用明矾来除去饮用水中的氟,但明矾的用量很大;聚丙烯酰胺是一种理想的凝聚剂,能使沉降速度加快,固液分离效果明显提高,且泥渣量少,但药剂价格较高。
北京有色金属研究院用石灰加硫酸亚铁和聚丙烯酰胺处理含氟废水,能使残留氟降到10毫克/升以下。
(3)活性铝矾土吸附法:活性铝矾土具有很强的吸附能力,经它处理后可将含氟量降。
处理含氟废水有多种方法。
这里整理了化学沉淀法、混凝沉淀法、环瑞GMS系列除氟药剂法、吸附法、电析法、除氟药剂法、电凝聚法、离子交换树脂法、反渗透法、液膜法、微生物处理法、诱导结晶法。
一、除氟剂法:
主要分为液体除氟剂GMS-F4和固体除氟药剂GMS-F6,该产品主要成分为铝铁硅无机聚合盐,特殊的结构设计使其能够在水中快速水解,产生大量带正电荷的聚合胶体,胶体中含有多个羟基配位体,能够在废水中与氟离子实现交换,交换容量大。
在交换以后,胶体半径大幅度降低,与游离氟离子产生强电荷吸附形成共沉淀。
除氟剂是一种专为解决废水中氟去除难题研发的药剂,它适用于各行业污水氟超标治理;反应速度快,去除率可达95%以上。
(1)相对钙盐,去除过程产生的污泥量极少,形成的氟化物沉淀不会逆转;
(2) 环瑞除氟剂是一种多功能高效除氟剂,在强化去除重金属离子、悬浮物等方面具有明显的作用;
(3) 沉降速率快,吸附效率快,去除率高。
在相同的条件下除氟效率是活性氧化铝的2-4倍,是沸石分子筛的8-10倍,可大大降低处理成本;
(4) 反应快速、投加量少。
除氟混合反应仅需5-10分钟左右,可根据现场实际情况在工艺过程中投加处理,药剂投加成本比钙盐除氟剂、氧化铝离子交换吸附等经济;
(5) 产品中不含钙质,不会造成系统管道等组件堵塞;
(6) 产品中无游离氯离子,压滤液对生化系统无影响;
(7) 处理设备简单,投加即可见效,无需复杂调试;
(8) 不含钙质,长期使用不会造成管道、阀体结垢、堵塞现象。
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二、化学沉淀法:
化学沉淀法是含氟废水最常用的处理方法,普遍应用于高浓度含氟废水中。
是将某些化学药品加入含氟废水中,从而生成难溶性氟化物或者利用共沉淀吸附氟离子,再用自然沉淀或者过滤材料等方法使沉淀物与水溶液分离,以达到除氟的目的。
常用的试剂是石灰和氯化钙。
该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点,但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。
如氟化钙在18℃时于水中的溶解度为16.3 mg/L,按氟离子计为7.9mg/L,在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。
氟的残留量为10~20mg/L时形成沉淀物的速度会减慢。
当水中含有一定数量的盐类,如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时,将会增大氟化钙的溶解度。
因此用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20~30 mg/L。
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三、混凝沉淀法:
混凝沉淀法是利用混凝剂中的Al3+、Fe3+、Mg2+等阳离子与原水形成络合物而除氟的一种方法。
混凝剂的投加量、原水pH值、混合强度及时间、反应强度及时间、沉淀时间、原水温度、水中共存干扰离子(CO32-、SO42-、Cl-)等都对除氟效果有较大影响。
铝盐混凝法是去除水中氟离子的常用方法之一,其中碱式氯化铝的铝离子与水中氢氧根反应,生成氢氧化铝。
氢氧化铝在pH值6-7的范围,按下列反应,被吸附在氢氧化铝胶体颗粒上,发生沉淀后去除。
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四、电析法:
电渗析法处理技术是膜分离技术的一种。
这种技术是在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子选择透过,只允许阴离子选择透过),使水中阴、阳离子作定向迁移而将氟离子分离出来的方法。
该法主要适用于苦咸水淡化、工业用纯水、超纯水制造。
电渗析法处理技术是膜分离技术的一种。
这种技术是在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子选择透过,只允许阴离子选择透过),使水中阴、阳离子作定向迁移而将氟离子分离出来的方法。
该法主要适用于苦咸水淡化、工业用纯水、超纯水制造。
电渗析除氟优点在于不用投加药剂,除氟的同时可以降低高氟水的含盐总量,使水质得到全面改善。
缺点在于处理设备昂贵,管理复杂,能耗较大,除氟的同时除去了对人体有益的矿物质等,限制了该法的广泛使用。
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五、电凝聚法:
电凝聚法即电化学凝聚法。
利用电解原理对水进行电化学处理。
在直流电场作用下,氧化铁板或铝板等生成Fe3+或Al3+,可以与水反应生成水合络合物。
在不同条件下,形成单核或多核的水解缩聚物,缩聚物表面含有大量经基。
电凝聚除氟的作用机理实质上是静电吸附和离子交换。
电凝聚法是在酸性条件下,依靠静电吸附和离子交换吸附的双重作用达到除氟效果的。
影响除氟的因素较多(原水pH值,电流密度,水流速度等),且存在电极钝化的问题。
针对于大水量现场,使用不太现实,目前仅针对于低浓度、小水量废水的除氟。
该法有以下优点 :
(1)设备简单 ,操作容易;
(2)由于地下水清净,吸附介质始终具有较大的活性,可调节电流来达到所要求的出水含氟量;
(3)不必再生,简化操作和管理;
(4)基本保持地下原有水质,不影响饮水者的健康。
望采纳!!