含氟废水处理技术与工艺优化

含氟废水处理技术与工艺优化

含氟废水的处理首先应当从清洁生产的角度出发，尽可能减少污染物产生，防止污水外排，并注重氟资源的综合回收与利用。选择具体的除氟方法时，需综合考虑废水水质、水量、排放标准，以及处理成本、技术特点和回收经济价值等因素。传统处理方法按原理可分为物理法、化学法、生化法及物理化学法。针对成分复杂的光伏行业含氟废水，常用技术包括吸附法、沉淀法、反渗透法、离子交换法、电凝聚法和电渗析法等。其中，化学沉淀法、混凝沉淀法与吸附法因其较强的实用性，常被联合使用，以提高整体处理效果。

一、常用除氟方法及其特点

1. 吸附法:吸附法基于离子交换或表面反应机制，利用吸附剂将氟离子交换固定于其表面。该方法更适用于氟含量较低的水体（如自来水）或用作深度处理。但其推广应用受到吸附床层易损耗、吸附容量不稳定、再生流程复杂及再生液处理困难等问题的限制。
2. 化学沉淀法:该方法通过投加化学药剂，使氟离子形成氟化物沉淀或通过共沉淀被去除，再经沉降或过滤实现固液分离，是目前应用最广泛的除氟工艺之一，尤其适合处理氟离子浓度高于1000 mg/L的废水。若废水中主要含氟离子，投加石灰将pH调至10-12，可生成氟化钙（CaF?）沉淀，使氟浓度降至10-12 mg/L。若水中同时存在其他金属离子（如Mg??、Fe??、Al??等），在投加石灰后不仅形成CaF?，还会产生金属氢氧化物沉淀，通过吸附共沉淀作用，可将氟浓度进一步降至8 mg/L以下。若在使用石灰将pH调至11-12后，再投加硫酸铝或聚铝盐并将pH回调至6-8，利用生成的氢氧化铝吸附，出水氟浓度可降至5 mg/L以下。
    常用的沉淀剂包括生石灰、熟石灰、电石渣、碳酸钙、石粉和可溶性钙盐等。联合使用熟石灰与氯化钙等钙盐，并配合无机混凝剂与有机助凝剂，能显著提高除氟效率，是实现深度除氟的重要进步。熟石灰因其价格较低、兼具中和酸性与除氟功能，已成为光伏企业处理含氟废水的常用药剂。然而，化学沉淀法也存在泥渣沉降缓慢、易造成二次污染、往往难以稳定达到一级排放标准等缺点。

3. 混凝沉淀法:该方法依靠铝、铁、镁等金属阳离子与氟离子形成络合物沉淀而去除氟，常用混凝剂包括聚铁、聚铝等无机高分子混凝剂，以及聚丙烯酰胺（PAM）、壳聚糖等有机混凝剂。该方法适用于高氟浓度废水（＞1000 mg/L），具有设备简单、操作方便的优点，但药剂投加量大，会引入额外金属离子，影响废水回用，并产生大量难以处理的废渣。

二、处理工艺优化：三级除氟与泥渣回用

为达到更严格的排放标准（如F?＜5 mg/L），传统两级化学沉淀工艺（出水通常为8-10 mg/L）往往难以满足要求。目前一些企业采用“钙盐沉淀 + 铝盐吸附混凝”三级除氟工艺，并通过泥渣回用显著提升处理效率与经济性。优化工艺要点包括：

1. 钙盐除氟：向废水中投加Ca(OH)?，利用Ca??与F?生成CaF?沉淀。
2. 混凝剂与助凝剂投加：在含CaF?沉淀的体系中投加三价铝盐（如PAC）和阴离子PAM，通过水解聚合生成高分子聚合物，吸附胶体及细微悬浮物，形成较大矾花，加速沉降。
3. 三级深度除氟：在第三级处理单元中添加聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），利用PAC的强吸附能力进一步降低水中氟含量，确保出水达标。

4. 泥渣回用：将一、二级沉淀池中含未反应钙盐和CaF?沉淀的污泥部分回流至前段反应池。 returning 这些污泥可作为晶核诱导沉淀反应，提高钙盐利用效率，减少氢氧化钙投加量10%–15%，同时降低出水总硬度20%–30%，为后续废水回用降低处理成本。

结论

     含氟废水处理需根据实际水质与排放要求选择合适方法或组合工艺。化学沉淀法结合混凝沉淀并引入泥渣回用机制，不仅提升了处理效率，达到更严格的排放标准，还实现了节约药剂、降低运行成本的目标，为光伏等高氟废水排放行业提供了经济有效的解决方案。