冶炼行业含氟废水处理参数研究

2022-07-07贺宋保蒋国民高伟荣

现代工业经济和信息化 2022年5期

贺宋保，蒋国民，高伟荣

（赛恩斯环保股份有限公司，湖南长沙 410000）

随着含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中通常含有较高浓度的氟化物。某炼铜行业污酸废水氟浓度为800～1 000 mg/L、酸度强、处理过程控制困难，出水需满足行业标准《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467—2010）出水氟离子浓度≤5 mg/L。

目前国内外处理工业含氟废水的方法有多种，如吸附法、沉淀法、化学生化法等，另外关于离子交换树脂法、液膜法、反渗透法、电渗析法、共蒸馏法等也有一定的报道[1-5]，其中石灰沉淀法是一种方法简单、处理方便而且费用低廉的常见处理方式，但由于废水中氟浓度高，向废水中投加石灰和可溶性钙盐（硫酸钙、氯化钙等），使F-与Ca2+生成CaF沉淀后去除，但是实际操作中由于生成的CaF沉淀包裹在Ca（OH）2或CaSO4颗粒表面，使之不能被充分利用，导致投药量大，除氟效果不佳，即使投加石灰乳使废水的pH值达到12，废水中F-浓度也只会降到15 mg/L左右，且悬浮物含量较大[6]。

针对炼铜行业废水特点，企业先采用石灰沉淀法对高浓度含氟废水进行预处理，初步处理后废水中氟质量浓度仍有15 mg/L左右，为了达到行业排放标准，在二级处理过程中利用化学沉淀法进行深度处理，通过现场取样进行实验研究，探索pH值、药剂投加量及沉淀时间等因素对除氟效果的影响。利用实验所得的最佳工艺参数使其在运行过程中达到企业经济、高效的处理要求。

1 实验材料及方法

1.1 主要仪器及试剂

上海雷磁pH酸度计（pHS-3C）；上海雷磁氟离子选择性电极（PF-l-01）；六联装磁力搅拌器，金坛市中大仪器。

灰钙粉，氢氧化钙的质量分数为90%，使用时配制成质量分数2%的溶液，脱氟剂，氧化铝质量分数≥17%，天津市福晨化学试剂厂，使用时配制成质量浓度为350 g/L的溶液；阴离子型PAM，分子质量600万~800万，天津市科密欧化学试剂有限公司；以上药剂均为分析纯。

废水来自某炼铜企业污酸经石灰中和初步脱氟后的回用水池，pH值为7.0，并且氟离子质量浓度为16 mg/L。

1.2 实验方法及实验过程

取含氟水样100 mL于500 mL烧杯中，先加入一定量脱氟剂溶液，并以300 r/min的转速搅拌15 min，加入一定量的氢氧化钙溶液调节pH，再加入1 g/L的PAM 0.5 mL，静置一定时间后，取上清液检测氟离子含量。采用控制变量法，通过改变pH、药剂投加量、沉淀时间，确定铝盐除氟最优参数。

1.3 分析方法

试验过程中，pH用pH酸度计进行测量，氟离子浓度用氟离子选择电极法进行检测。

2 结果与分析

2.1 反应pH的确定

分别取含100 mL含氟水样6份，氟离子质量浓度为16 mg/L，先加入脱氟剂溶液0.15 mL，搅拌反应15 min后，分别用石灰溶液将pH调至5.5、6.0、6.5、6.8、7.0、7.5，然后加入一定量PAM搅拌均匀后，过滤检测氟离子浓度，结果见图1。

由图1可以看出，对于本实验废水而言，在酸性（pH<6）或碱性（pH>7）条件下脱氟剂除氟作用并不明显，去除率随pH提高先增加后减少，当pH控制在6.5～7.0范围内时脱氟效果比较理想，pH控制为6.8时为最佳。

2.2 脱氟剂投加量的确定

分别取含100mL含氟水样5份，氟离子质量浓度为16mg/L，先加入脱氟剂溶液0.15mL、0.18mL、0.2mL、0.22 mL、0.25 mL、0.26 mL、0.28 mL，搅拌反应15 min后，分别用石灰将pH值调至6.8，然后加入一定量PAM搅拌均匀后，过滤检测氟离子浓度，结果见图2。

由图2可以看出，当反应pH控制在6.8时，随着脱氟剂投加量增加，氟离子去除率逐渐升高，废水中残留的氟离子浓度逐渐下降，当脱氟剂投加量为910 mg/L（0.26 mL/L）时，废水中残留氟离子浓度满足行业标准《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB 25467—2010），出水氟离子质量浓度≤5 mg/L，药剂用量控制在910 mg/L时为宜。