[发明专利]一种处理酸性含氟废水的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种处理酸性含氟废水的方法，特别涉及一种应用生物高 分子材料来处理含氟废水的方法，属于工业废水处理领域。

背景技术

氟在常温下为气体，化学性质非常活泼，能与很多物质发生化学反应。它 在酸性介质中能形成容易溶解的金属络合物，在碱性介质中多以氟离子形态存 在。氟以各种化合物的形式广泛分布在自然界中。氟作为一种微量元素，虽然 在饮用水中添加少量的氟对人体有益，但它是积累性毒物，对许多生物具有明 显毒性，很容易被动植物和人吸收，且沉积在体内。氟化物在人体内会干扰多 种酶的活性，抑制骨磷化酶或与体液中的钙离子结合成难溶的氟化钙，导致钙、 磷代谢紊乱等。

我国有将近1亿人生活在高氟水地区，目前在我国氟受害者多达几千万人。 除了个别地区因自然因素导致高氟外，其他绝大多数的区域都是因为大量的高 氟工业废水的排放。

含氟工业废水对环境造成的污染引起了大家的强烈关注，含氟废水排入环 境后，会造成水体、土壤、地下水的污染，且氟污染物会在土壤中、陆生植物、 水生生物中富集，对环境的长期危害很大。含氟工业废水主要来源于磷肥生产、 有色金属及稀土金属的冶炼加工、煤炭燃烧、硅类电器零件清洗等生产过程。 随着我国工业的迅猛发展，含氟工业废水的排放量大量增加。因此，含氟工业 废水的排放必须受到严格控制，在排放前必须对其进行处理以达到国家规定的 排放标准(国家一级排放标准：含氟量小于≤10mg/L，大致呈中性)

目前，国内外常用的方法大致分为两类，即沉淀法和吸附法。

其中吸附法是指使含氟工业废水流经接触床，通过与床中固体介质进行离 子交换或化学反应来去除氟化物。但是这类方法存在一些缺陷，一方面只适用 于低浓度的含氟废水或对含氟量已降至10～20mg/L的废水进行后处理，应用范 围非常有限，另一方面接触床需要进行再生，再生成本非常高，且产生的高浓 度的再生液的处理也是一个棘手的问题。

现有技术中也有采用如冷冻法、超滤除氟法、电渗析等方法来处理含氟工 业废水，但是因处理成本高，除氟效率低，至今仍停留在实验阶段，很难推广 应用。

沉淀法，或者说化学沉淀法是处理含氟工业废水最常用的方法，也广泛应 用于高浓度含氟废水预处理应用。该方法的原理是：通过向含氟工业废水中投 加石灰或钙盐类的化学药品(钙盐类药品例如碳酸钙等，而其他易溶于水的钙 盐如CaCl₂虽然效果会很好，但是由于价钱较昂贵，很少在废水处理中采用)， 同时调节废水大致呈中性，形成氟化钙沉淀或氟化钙被吸附于化学絮凝剂所形 成的沉淀物中而共同沉淀。

上述化学沉淀法的工艺一般都至少采用了“二级沉淀、二级澄清”的工艺过 程，一般情况下，含氟废水都呈较强的酸性，pH值大都在1～2之间。一级处 理：首先向废水中投加石灰调节pH至3～4的过程中，电离出的Ca²⁺与废水中 F^-反应生成CaF₂沉淀，然后向其中加入化学絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)混凝， 待沉淀后收集上清液；二级处理：一级处理收集的上清液流入二级处理，再向 上清液中投加石灰调节pH至6～7，使上清液中剩余的F^-进一步生成CaF₂沉淀， 然后向其中加入絮凝剂PAM混凝，待沉淀后收集上清液。

经过上述的传统的化学沉淀法处理含氟废水，最终得到的上清液中的含氟 量(一般为15mg/L～20mg/L)还是超过了国家规定的排放标准，很难达标，主 要原因在于：