含氟废水深度处理的研究

2013-05-11王诚

中国新技术新产品 2013年11期

王诚

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

1 氟化物的来源

在航空发动机零件表面加工生产中，大量 HF（还有部分 NaF、NH3HF、NaSiF6等）用来清洗及腐蚀零件等，起反应产物主要是F-离子。氟化物槽液使用一段时间后，其有效成分逐渐降低，调整后达不到工艺要求时，槽液将报废排放。报废的槽液浓度高无法处理，只能分若干次投入漂洗水中，随漂洗水一同处理。

2 氟化物通常处理方法

氟化物通常采用钙沉淀法，化学反应方程式：Ca2++2F-=CaF2，由于 CaF2的溶解度是 16mg/L，即使加入过量的 Ca2+，使 Ca2+生成CaF2，理论上还是有8mg/L的F-存在于溶液中。在生产上，处理含氟废水，含氟量能处理到15～20mg/L，要使含氟废水处理到10mg/L内的排放标准，就需要对含氟废水进行深度处理。

3 氟化物的深度处理试验

3.1 调整pH值试验

3.1.1 氟废水和氯化钙水溶液成酸性，氟化钙的生成及沉淀需在碱性条件下进行，为了保证氯化钙等量投加和氟化钙沉淀，需调整含氟废水呈碱性。考虑药品价格和使用方便，选择氢氧化钠调整pH值，为确保废水处理效果，进行了调整pH值试验。

3.1.2 1配制含氟水样：浓度200mg/L、100mg/L、50mg/L 并分别调 pH 值为 7、8、9、10、11各1升共15个水样。

3.1.3 计算投加氯化钙量需投加氯化钙584mg、292mg、146mg。试验结果见表 1。

表1

表2

表3

表4

从试验结果看出pH值10、11时处理效果较好，浓度值相差也不大，所以选择pH值为10。

3.2 静置时间试验

3.2.1 废水pH值调整到10后，按氟量投加氯化钙，搅拌5～10分钟后，废水需静置处理，为确定静置处理多长时间沉淀效果好，进行如下试验。

3.2.2 试验过程。用规格250ml量筒取加药后废水水样到250ml，静置不同时间观察沉淀效果，试验结果见表2。

试验结果是120～180分钟时沉淀效果较好

3.2.3 结论是120～180分钟时沉淀效果较好，但沉淀时间太长，在生产中废水量大无法沉淀过长的时间，为此考虑在废水中投加混凝剂。

3.3 混凝剂的选择及试验

3.3.1 混凝剂是为了使废水中的固体颗粒及胶体微粒脱稳沉淀而投加的辅助药剂，选择原则是混凝效果好、价廉易得、使用方便。目前应用最广的是铝盐和铁盐，铁盐形成的絮凝体较紧密易沉淀，但腐蚀性强，易吸水潮解，不易保管。铝盐混凝效果好，使用方便，出水水质好，硫酸铝是铝盐中价格最低，且保管使用方便，所以选择硫酸铝。

3.3.2 废水中加入CaCl2后加入硫酸铝，搅拌5～10分钟，用规格250ml量筒取废水样到250ml，静置不同时间观察沉淀效果。试验结果见表3。

试验结果是20～30分钟时沉淀效果较好，时间也可满足生产要求。

取上清液化验，含氟浓度约在11.5mg/L，pH值为7.5，还需进一步处理。

3.3.3 为了进一步提高沉淀效果降低含氟浓度，需在投加钙离子和氢氧根离子，氢氧化钙含有这两种成分。投加氢氧化钙调整pH值为10，让废水二次沉淀，为提高沉淀效果，在沉淀前加入助凝剂。

3.3.4 助凝剂是在单用混凝剂不能取得良好的效果时，投加辅助药剂来提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。为了使用方便，选择了浓度17%的聚丙烯酰胺，它有巨大的线性分子，每个大分子由许多链节组成，它的链节对水中胶体微粒有极强的吸附作用，会吸附和链接胶体微粒，形成大的絮团，共同沉降。

在调整pH值为10的废水中，加入聚丙烯酰胺，搅拌5～10分钟，取水样化验，静置不同时间，化验含氟浓度。试验结果见表4。从表4中看出，随时间的延长，氟浓度慢慢降低，为了加快氟的沉降时间，使氟浓度降低，需采用固液分离设备。

3.4 沉淀设备的选择

选用沉淀设备分离氟化钙，此方法还能去除废水中的重金属离子。沉淀设备分为平流式、竖流式和辐射式三种，依据含氟水量及处理站的布局等因素，选择了沉淀效果好，施工简单，相对照价较低的平流式斜板沉淀设备。主要特点是在沉淀池内，增设了倾斜60度隔板设施，能使沉淀物顺利滑下，且隔板的安装相对增加了沉淀池的面积，也改善了水利条件，能大幅度提高沉淀效率。浓度为11.5mg/L的含氟废水经平流式斜板沉淀设备的处理，出水浓度降低到5.86mg/L。