[发明专利]一种脱除火电厂高浓度含氟废水中氟的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理工艺设备技术领域，具体涉及一种脱除火电厂高浓度含氟废水中氟的工艺方法。

背景技术

随着现代化工业的发展，含氟矿物的开采加工、氟化物的合成、金属冶炼、铝电解、焦碳、玻璃、电镀、化肥、农药、化工等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，特别是近十多年来，蓬勃发展的电子工业的大量建设投产，含氟废水的排放总量每年以成万吨计急剧增加，氟污染越来越严重，其危害越来越受到人们的关注。

火力发电厂所排放的含氟废水组成复杂、含氟量高，考虑到经济性及操作的复杂性不宜采用吸附法和离子交换法。利用特殊吸附剂过滤的方法，但都要加特殊的处理剂和特定的设备,花费大而且手续繁琐，不用于电厂灰水系统的除F^-处理。传统的除氟工艺采用混凝沉降法投加药剂,利用药剂在水中形成的Al(OH)₃或Mg(OH)₂ 吸附水中的氟化物，但药剂的投加量较大，加上灰浆中固体颗粒对药剂的吸附，其量更为可观，因此也不是理想的除F^-方法。

而本发明针对电厂脱硫废水为研究对象，在静态实验装置中，采用化学沉淀一混凝法相结合的二次除氟配方工艺，具有设备简单，投加成本低，并可显著提高药剂对脱硫废水中的除氟效率。

发明内容

本发明的目的为了解决传统的除氟水处理工艺运行成本较高，除氟效率往往难以达标，易于造成二次污染等问题。提供一种用添加助剂脱除火电厂高浓度含氟废水中氟的工艺方法，达到有效降低废液中氟离子浓度，简化工艺流程，提高运行成本之目的。

本发明的技术原理

电厂脱硫含氟废水通常为酸性，在沉淀池中采用往废水里投加沉淀剂，沉淀剂组成一般为石灰粉、电石渣或氯化钙，将废水的pH值调节到7~12左右，再加入氯化钙，生成氟化钙沉淀来除去氟离子，但石灰溶解度低，只能以乳状液投加，且产生的CaF₂沉淀包裹在Ca(OH)₂颗粒的表面，使之不能被充分利用，单纯采用钙盐除氟产生的污泥量大，污泥中的氟由于含水率高而难以回收利用。因而沉淀剂投加用量大，处理后的废水中氟含量一般只能下降到15mg/L，因此，单纯地依靠生石灰不能有效地降低电厂脱硫废水的氟含量，因而需要二次除氟，所用的二次除氟试剂有混凝剂氯化铝、硫酸铝、磷酸铝或硅藻土及絮凝剂氯化铁及聚丙烯酰胺（PAM）等；

且由于氟化物不是废水中唯一要被除去的污染物，因此要根据实际情况选择合适的处理方法。

例如含氟废水中溶有碳酸钠、重碳酸钠时，直接投加石灰或氯化钙，除氟效果会降低。这是因为废水中存在着一定量的强电解质，产生盐效应，增加了氟化钙的溶解度，降低除氟效果。其有效的处理方法是先用无机酸将废水pH调到6～8之间，再与氯化钙等反应就可有效地除去氟离子。

若废水中含有磷酸根离子，则先用石灰处理至pH为7～12，再将沉淀物分离出来。

对于成分复杂的含氟废水，可用加酸反调pH法，即首先在废水中加入过量的石灰，使pH＝11，当钙离子不足时补加氯化钙，搅拌20min，然后加盐酸使废水pH反调到 7.5～8，搅拌20min，加入氯化铝、磷酸铝、硫酸铝等混凝剂，搅拌后放置30min，然后底部排泥，上清液排放。

在钙离子过剩量小于40mg／L时，氟离子浓度随钙离子浓度的增大而迅速降低，而钙离子浓度大于100 mg／L时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此，在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果，而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。

本发明的一种脱除火电厂高浓度含氟废水中氟的工艺方法，即通过添加沉淀剂CaCl₂、混凝剂氯化铝、磷酸铝、硫酸铝或硅藻土及絮凝剂为聚丙烯酰胺（PAM）、FeCl₃或FeCl₃与聚丙烯酰胺（PAM）的混合物进行联合除氟；

本发明的一种用添加助剂脱除火电厂高浓度含氟废水中氟的工艺方法所涉及的化学反应式如下：

CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl^-                                                                             (1)