含氟廢水的處理方法精選(九篇)

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第1篇：含氟廢水的處理方法范文

某些特定行業(yè)在生產(chǎn)中會產(chǎn)生含氟廢水，對含氟廢水需降氟處理達(dá)到國家控制標(biāo)準(zhǔn)后方可排放，對氟含量高的廢水單一處理方式難以滿足控制要求，采用加入鈣鹽、絮凝等多種處理工藝聯(lián)合使用可在較低成本下達(dá)標(biāo)排放。本文對廢水除氟常用方法進(jìn)行闡述，并重點就高含氟廢水處理工藝路線選擇進(jìn)行分析，以供實際使用時參考。

關(guān)鍵詞：

廢水處理；含氟廢水；沉淀

1引言

涉及含氟原料的化工生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水會含有一定量的氟離子，如核燃料化工、化肥農(nóng)藥生產(chǎn)、電鍍、含硅制品（鋁合金、半導(dǎo)體）的蝕刻化學(xué)拋光等。依據(jù)國家污水排放要求，氟離子濃度應(yīng)控制在不高于10mg/L方可直接排放，因此必須采用相關(guān)除氟工藝進(jìn)行處理。含氟廢水的處理方式主要有化學(xué)沉淀、吸附處理、離子交換、蒸發(fā)濃縮、膜分離等方法，由于吸附處理和離子交換處理氟離子能力有限僅適用于低氟含量的廢水處理，蒸發(fā)濃縮處理廢水量不大且耗能嚴(yán)重，膜分離法設(shè)備投入成本大且難以一次處理即可達(dá)標(biāo)，因此含氟量高的廢水處理工業(yè)應(yīng)用主要通過沉淀處理及其他工藝方法輔助來實現(xiàn)。

2高濃度含氟廢水的處理

處理含氟廢水工業(yè)應(yīng)用的主要方法是化學(xué)沉淀法，工藝采用向廢水中加入沉淀劑與氟離子生成氟化沉淀物，再經(jīng)過濾去降低氟含量，此方法處理能力大、消耗費用小尤其適用于高濃度的含氟廢水的處理。由于沉淀物的顆粒性質(zhì)、溶解度高等原因，僅僅通過沉淀法時常造成處理后的廢水氟含量大于10mg/L需要再次處理，為實現(xiàn)控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，處理過程需要涉及以下幾個方面。

2.1化學(xué)沉淀處理

控制適宜溫度，在充分?jǐn)嚢柘孪蚝鷱U水中加入沉淀劑，主要是含鈣試劑如熟石灰，利用鈣離子與氟離子生成氟化鈣沉淀使氟含量去除。在熟石灰除氟通過控制熟石灰過剩量、沉淀pH值、補加鈣離子等方式控制可有效地將氟含量進(jìn)行降低。石灰價廉易得過量使用對環(huán)境影響不大，因此得到廣泛地應(yīng)用。由于氫氧化鈣溶解度低鈣離子在溶液中溶解量不大，與氟離子生成的氟化鈣包覆于氫氧化鈣表面阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，再加上氟化鈣的溶度積限制，單純采用熟石灰方法即使過量許多也難以一次處理達(dá)標(biāo)?？紤]氯化鈣的溶解度大，可在使用熟石灰的同時補加一定量的氯化鈣或加入鹽酸溶解氫氧化鈣產(chǎn)生鈣離子的方式提高去除氟離子的能力。使用其他的沉淀劑如電石渣、鎂鹽、磷酸鹽也有相關(guān)實驗研究。電石渣主要成分也是氫氧化鈣，它是乙炔等生產(chǎn)時的廢渣，處理時生成的氟化鈣晶體較好，沉降快。氟化鎂、鈣的磷酸鹽與氟產(chǎn)生的沉淀物的溶解度都比氟化鈣更低，因此去除氟離子的能力更強一些。

2.2絮凝沉淀處理

絮凝沉淀使用的絮凝劑分為無機絮凝劑（鋁鹽、鐵鹽）和有機絮凝劑（聚丙烯酰胺）。氯化鐵、氯化鋁、硫酸鐵、硫酸鋁是早期工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)常應(yīng)用的絮凝劑，其后開發(fā)出了相似的聚合化合物和有機高分子絮凝劑。在使用時生成相關(guān)金屬的氫氧化物絮體，比表面積大與氟離子可發(fā)生物理吸附和化學(xué)吸附，能夠大幅度的降低氟離子含量。絮凝劑可在使用熟石灰后加入，對氟化鈣細(xì)小顆粒進(jìn)行凝聚改善沉淀物的沉降效果，有利于過濾。聚丙烯酰胺（PAM）是有機高分子絮凝劑，在水溶液中溶解度好，無腐蝕作用，并且不會在處理過程中增加金屬離子污染物。其在投入化學(xué)試劑沉淀后加入或與無機絮凝劑一起聯(lián)合使用，起到的主要作用有：（1）絮凝作用，溶液中顆粒表面的帶電電荷是造成顆粒難以凝聚完全的原因,加入表面電荷相反的PAM使帶電顆粒中和凝聚；（2）吸附架橋，PAM分子鏈長可固定在不同的顆粒表面上使顆粒之間架橋聚集沉降；（3）表面吸附，PAM分子上各種極性基團對臨近的顆粒進(jìn)行吸附；（4）增強作用，PAM分子鏈通過機械、物理、化學(xué)等作用與顆粒物牽連形成網(wǎng)狀。PAM有多種類型，依據(jù)離解基團的特性分為陰離子型（如-COOH）陽離子型（如-NH3OH,-NH2OH)和非離子型等，在使用時根據(jù)環(huán)境需要進(jìn)行選擇。無機絮凝劑在使用過程中耗量較大，合成的高分子絮凝劑用量少、絮凝速度快，其他的絮凝劑有天然生物高分子絮凝劑,如殼聚糖、淀粉衍生物、明膠等,是從自然物質(zhì)中提取并稍經(jīng)化學(xué)改性處理的物質(zhì),絮凝活性低,用于絮凝凈化效果不理想一般無在含氟廢水處理應(yīng)用。

3不同類型廢水可采用的處理工藝

化工生產(chǎn)中的高含氟廢水根據(jù)酸堿度的不同分為：酸性廢水、堿性廢水和中性廢水。某化工廠就含有此類廢水，其中酸性廢水主要成分是氫氟酸和鹽酸或硝酸，堿性廢水主要成分氟化銨和氨水，對其可采用的處理方法分類討論如下。

3.1酸性廢水

酸性廢水含氟量高，主要以氫氟酸形式存在，此類廢水直接加入熟石灰進(jìn)行中和反應(yīng)，當(dāng)廢水中含有鹽酸時可生成氯化鈣，因此鈣離子含量高除氟比較徹底，但氟化鈣晶體顆粒度不好需加入PAM絮凝，絮凝沉淀后通過壓濾機壓濾或離心機過濾，分離后固體氟化鈣干燥后收集存儲，廢水達(dá)標(biāo)排放。

3.2堿性廢水

堿性廢水主要成分為氟化銨，其中含部分氨水，加入熟石灰也可生成氟化鈣，但由于堿度大鈣離子含量低難以將氟離子降低至排放標(biāo)準(zhǔn)。可在加入熟石灰的同時加入氯化鈣或部分鹽酸酸化產(chǎn)生氯化鈣，鹽酸酸化有利于最終廢水調(diào)至中性后排放，直接加氯化鈣有利于保持溶液堿度進(jìn)行蒸氨處理，可根據(jù)需要具體選定。為保證除氟效果，在增加鈣離子的同時加入少量鋁鹽，鋁鹽在堿性下沉淀通過交換吸附、絡(luò)合等作用使氟離子含量進(jìn)一步降低，再加入PAM充分絮凝，過濾分離氟化鈣后排放廢水。

4結(jié)論

含氟廢水可通過加入鈣鹽沉淀劑、鋁鹽輔助、PAM絮凝等方式進(jìn)行處理，對不同類型廢水根據(jù)情況可適當(dāng)調(diào)整處理工藝，能夠?qū)U水氟含量降低至滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。在實際生產(chǎn)處理中需要在保證氟含量的同時考慮處理成本和控制氟化鈣晶體顆粒以滿足分離需要，采取多種處理工藝聯(lián)合使用可有效滿足控制需要。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王寶泉,魯春峰,周龍寶.氟化鹽廠含氟廢水治理的試驗研究[J].西安建筑科技大學(xué)報,1998,30(04):321-327.

第2篇：含氟廢水的處理方法范文

【關(guān)鍵詞】氟；污染物；控制方法；綜合利用

1前言

氟是人體必需的微量元素之一，自然界的氟都是以化合物的形式存在的，主要的含氟礦物有螢石（CaF2）、磷灰石等。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，氟污染物是以各種形態(tài)的氟化物排出的。由于其巨大的危害性，目前我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對于大氣、水體以及工業(yè)生產(chǎn)車間中有關(guān)于含氟量的相應(yīng)規(guī)定[1]。本文對目前含氟廢氣和廢水的治理、氟污染物物綜合利用現(xiàn)狀及進(jìn)展情況進(jìn)行了綜述。

2 氟的基本性質(zhì)及其污染的控制方法

在距今100多年的1886 年，Henri Moisson 首次人工制得氟。氟是一種極其活潑的元素，在元素周期表中列第九位，常溫下為淡黃色氣體，其原子量為18.9984，比重1.31，在自然界中的分布度占第16位。

含氟礦物廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，以其為主要原料或輔助原料的工業(yè)生產(chǎn)中，氟將從礦物中分解而進(jìn)入環(huán)境，造成氟污染。一般來說，工業(yè)生產(chǎn)中氟的污染物控制可以從兩方面著手，首先是降低生產(chǎn)用原料中的含氟量，這樣就可以減少生產(chǎn)過程中氟的排放量，從而從生產(chǎn)源頭控制氟污染；二是控制氟的排放，對派出的含氟物質(zhì)通過物理、化學(xué)等手段進(jìn)行收集，將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的含氟化合物并以此作為產(chǎn)品，從而以消除其對環(huán)境的影響。通常所說的氟污染控制主要是通過降低氟的排放量并將其充分回收利用，從而產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益。

3 氟污染的治理

3.1大氣氟污染治理工藝

3.1.1干法除氟

顧名思義干法除氟主要是針對含氟氣體的，利用堿性氧化物固體表面的理化性質(zhì)，將含有利用HF、SiF4含氟污染物的氣體進(jìn)行吸附，然后再利用煙氣除塵技術(shù)使之去除。按吸附劑的不同干法除氟可以劃分為Al2O3法、CaO 法和CaCO3法等多種方面，其中Al2O3法在鋁電解行業(yè)中廣泛使用。干法除氟具有工藝簡單、操作方便、除氟效率高（可達(dá)98%）、不存在廢水二次污染等優(yōu)點，其缺點是含氟物質(zhì)很難加以利用。

3.1.2酸法除氟

酸法除氟是在液相中完成的，其工藝一般是采用水做吸收劑，含氟物質(zhì)和水反應(yīng)生成氫氟酸和氟硅酸，生成的含氟吸收液達(dá)到一定濃度以后再加以回收利用或中和處理。為了提高吸收效率，一般酸法除氟工藝采用二級或三級串聯(lián)吸收工藝，吸收塔有文氏塔、填料塔等多種選擇。該法具有除氟效率高、操作彈性大、吸收劑價廉易、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。

3.1.3堿法除氟

堿法除氟是采用含堿性物質(zhì)的吸收液吸收煙氣中含氟物質(zhì)的方法，常用的堿性物質(zhì)有NH4OH、NaOH、Na2CO3等。堿法除氟一般采用二級吸收并結(jié)合廉價的石灰做中和劑，其優(yōu)點是工藝成熟、除氟效率高等，但同時也存在設(shè)備結(jié)垢的問題。

3.2含氟廢水的處理

3.2.1傳統(tǒng)處理方法

工業(yè)上，相關(guān)礦業(yè)的開采、電解鋁、有色金屬和電子行業(yè)的生產(chǎn)中常常會排放不同濃度的含氟廢水，因此造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，按照國家的環(huán)保要求，必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。目前含氟廢水的處理方法有吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等[2-4]。根據(jù)廢水中含氟濃度的高低，其處理方法也各有不同，具體見表3-1。

3.2.2含氟廢水處理的最新進(jìn)展

除此之外，近年來含氟廢水處理方法又出現(xiàn)了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。值得一提的是，隨著材料科技的發(fā)展，絮凝劑加入到含氟廢水的處理中，采用的化學(xué)沉淀絮凝法處理不但除氟效果好，速度快，而且成本低廉，易于推廣。下面就介紹幾種含氟廢水最新的處理方法。

3.2.2.1電凝聚法

電凝聚法一般用于處理低含量的含氟廢水，其原理是將電極置于含氟廢水中，通直流電，使電極電離出鋁鎂金屬離子的活性絮狀沉淀來吸附含廢水中的氟離子。該法處理后無污染，且設(shè)備簡單，可連續(xù)生產(chǎn)。

3.2.2.2電滲析法

在外加電場的作用下，電滲析法通過用選擇透過性膜，使氟離子及水中其它礦物離子都被遷移而除去。這種方法操作簡單，除去氟離子同時也能除去其他金屬礦物離子。

3.2.2.3液膜法

液膜法就是由一種表面活性劑構(gòu)成膜溶液，隔開兩個不混溶相，使得料液定的離子通過液膜被萃取到反萃相中。本法對離子有高選擇性，速度快，處理量大，而且能處理稀溶液。

3.2.2.4絮凝法

絮凝法一般結(jié)合化學(xué)沉淀法，在其沉淀的基礎(chǔ)上加入天然高分子絮凝劑，使得含氟絮狀沉淀更高效的沉降，從而達(dá)到快速除去水中含氟物質(zhì)的作用。

3.3氟污染的回收利用

3.3.1稀土冶煉過程中含氟氣體的綜合利用

在稀土的濕法冶煉中，氟以不同形式存在于中間產(chǎn)品或廢氣、廢水、廢渣中。硫酸焙燒是用于稀土精煉常用的工藝，通過焙燒煙氣中含有很高的含氟物質(zhì)，這些含氟煙氣先經(jīng)沉渣室和焦子塔除去部分煙塵和硫酸霧，然后經(jīng)兩級吸收將煙氣中大部分的氟及硫酸吸收掉，殘余的硫酸霧、氟以及部分二氧化硫由第三級吸收塔的堿性吸收液洗滌凈化，凈化后煙氣需經(jīng)除霧后排出。

3.3.2磷化工行業(yè)中氟的綜合利用

在濕法磷酸及磷肥生產(chǎn)過程中，當(dāng)用硫酸分解磷礦粉時，氟將以氣體HF和SiF4的形式大量逸出，對環(huán)境危害極大，如能有效利用這部分氟資源，則不但解決了磷化工行業(yè)污染排放問題，更能有效緩解我國氟資料緊張狀況，達(dá)到一舉兩得的目的。

1）以氟硅酸為原料生產(chǎn)氫氟酸。

氟硅酸最具開發(fā)前景的方向是生產(chǎn)氫氟酸和無水氟化氫。由氟硅酸生產(chǎn)氟化氫的工藝路線由氟硅酸轉(zhuǎn)化的氟化物不同而生產(chǎn)工藝各異。但是這種工藝存在諸如硫酸耗量大、氟硅酸加熱氟損失、設(shè)備投資大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問題。

2）云天化國際濕法磷酸復(fù)產(chǎn)氟硅酸生產(chǎn)氫氟酸聯(lián)產(chǎn)白炭黑工藝。 濕法磷酸生產(chǎn)副產(chǎn)大量的氟硅酸，利用氟硅酸作為中間產(chǎn)品，可以生產(chǎn)白炭黑、氟化銨、氟化氫銨等多種產(chǎn)品，過程分多步進(jìn)行。這套工藝的關(guān)鍵在于控制每一步的氨化條件，調(diào)整白炭黑聚集體形貌與比表面積，從而生產(chǎn)出高活性的白炭黑。此外氟硅酸中氟資源全部轉(zhuǎn)化為高附加值的氫氟酸產(chǎn)品，使得這套工藝具有良好的經(jīng)濟效益，為磷化工循環(huán)經(jīng)濟開辟了新的路子[5]。

4 結(jié)束語

由于氟污染有其巨大的危害性，氟的污染問題日益受到人們的關(guān)注，針對氟氣體污染物、含氟液體污染物的不同，氟污染的治理工藝也有所不同。

1）氣體除氟工藝主要分為干法和濕法，而濕法工藝又由于吸收劑性質(zhì)的不同分為酸法和減法兩種除氟工藝，其具有除氟效率高、成本低廉的優(yōu)勢。

2）在處理含氟廢水方面，根據(jù)廢水中含氟濃度的高低，傳統(tǒng)的處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法、混凝沉淀法等。近年來又出現(xiàn)了電凝聚法、電滲析法、液膜分離法及絮凝法等新的處理手段。

3）氟污染物綜合利用方面，重點介紹了磷肥生產(chǎn)過程中的氟廢氣的綜合利用，其主要利用途徑是將生產(chǎn)過程中排放的HF和SiF4氣體先用水吸收制成氟硅酸溶液，以此為中間產(chǎn)品進(jìn)一步制取相應(yīng)的高附加值氟化工產(chǎn)品，對于提高企業(yè)自身的經(jīng)濟效益和市場競爭力起到巨大的推動作用。

【參考文獻(xiàn)】

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[3] 張玲，薛學(xué)佳，周鈺明.含氟廢水處理的最新研究進(jìn)展.化工時刊[J]，2004，18（12）：16-18.

第3篇：含氟廢水的處理方法范文

關(guān)鍵詞：氟；化工廢水；鈣鹽沉淀；混凝沉淀

氟是人體內(nèi)重要的微量元素，是牙齒及骨骼不可缺少的成分。但過量攝入會引發(fā)氟骨癥和氟斑牙等中毒癥狀。我國有將近1億人生活在高氟水地區(qū)，目前在我國氟受害者多達(dá)幾千萬人，除個別地區(qū)是由于自然因素外，大量的高氟工業(yè)廢水的排放是主要因素之一。我國現(xiàn)行的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）規(guī)定排放水中F-的質(zhì)量濃度不超過10mg?L-1，而一般條件下氟化鈣的溶解度為8.9mg?L-1，因此，處理含氟工業(yè)廢水的難度較大，很難穩(wěn)定地控制出水中F-的質(zhì)量濃度小于10mg?L-1。

含氟廢水的處理方法有多種，國內(nèi)外常用的方法大致分為兩類，即沉淀法和吸附法。目前，對于高濃度含氟工業(yè)廢水，一般采用鈣鹽沉淀法，即向廢水中投加石灰乳，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀而除去。但該方法處理后出水難達(dá)標(biāo)、泥渣沉降緩慢且脫水困難。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低濃度含氟廢水。對于高濃度的含氟廢水，為保證出水質(zhì)量，往往需進(jìn)行兩步處理，先用石灰進(jìn)行沉淀，使氟含量降低到20～30mg?L-1，繼而用吸附劑處理使氟含量降到10mg?L-1以下[1]。

文章結(jié)合化學(xué)沉淀和絮凝沉淀，在鈣鹽沉淀的基礎(chǔ)上，從配合不同鋁鹽混凝沉淀以及堿的種類等多種因素上考慮，對福建某化工廠含氟廢水進(jìn)行小試實驗，發(fā)現(xiàn)采用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH，以CaCl2作為沉淀反應(yīng)劑并輔助PAC的混凝沉淀作用，出水氟離子濃度小于4mg?L-1，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，效果穩(wěn)定。

1 試驗部分

1.1 試劑與儀器

JJ-4六聯(lián)電動攪拌器，PHS-25型pH計（上海雷磁廠），PXS-270型離子活度計（上海雷磁廠），E-201-C型pH電極，PF-1型氟電極，217型雙鹽橋甘汞電極。

Ca（OH）2配制成10%乳液，CaCl2、PAC、Al2（SO4）3配制成10%溶液。NaF（分析純）105℃～l10℃烘干2小時后干燥器中保存，配制成所需的不同濃度的含氟水溶液，用于標(biāo)定氟離子電極。試驗所用廢水為福建某化工廠含氟工業(yè)廢水，該化工廠是集螢石開采、加工、氟化物生產(chǎn)銷售為一體的氟化工公司，主要產(chǎn)品有氟化氫、氟化氫銨、氟化銨等氟化鹽。

1.2 試驗方法

取一定量的含氟廢水，氟離子濃度為975～1094mg?L-1，pH值2.95～3.23，采用下述方法進(jìn)行試驗：

用Ca（OH）2調(diào)節(jié)pH值到中性或堿性，反應(yīng)1h，投加PAC或Al2（SO4）3等混凝劑反應(yīng)10min，沉淀2h后測定上清液氟離子濃度。

用NaOH調(diào)節(jié)pH值到中性或堿性，加入CaCl2反應(yīng)1h，投加PAC作為混凝劑反應(yīng)10min，沉淀2h后測定上清液氟離子濃度。

2 結(jié)果及討論

2.1 鈣離子濃度對氟離子去除的影響

石灰沉淀法處理工藝運行成本低，是目前使用最多的處理方法。通過投加Ca（OH）2調(diào)節(jié)廢水pH值，同時鈣離子與氟離子形成CaF2沉淀，反應(yīng)1h后，投加PAC作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應(yīng)10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結(jié)果如下表所示：

表1 鈣離子濃度對氟離子濃度的影響

氟離子與鈣離子之間的靜電引力強，晶格能高，氟化鈣的溶解度小。其溶度積為Ksp=4×10-11（25℃）。

2F-+Ca2+一CaF2

從反應(yīng)方程式來看鈣離子濃度越大，溶液中的氟離子濃度越小。試驗結(jié)果與理論分析相一致，隨著鈣離子濃度的增加，廢水中的氟離子濃度下降。但投加石灰乳時，即使其用量使廢水pH達(dá)到12，也只能使廢水中氟離子濃度下降到15mg/L左右，且水中懸浮物含量很高[2]。

2.2 不同混凝劑對氟離子濃度的影響

單獨采用Ca（OH）2作為化學(xué)沉淀劑時，生成的CaF2顆粒細(xì)小，難于沉淀，考慮投加混凝沉淀劑協(xié)助CaF2的沉淀。氟離子廢水的絮凝沉淀法常用的絮凝劑為鋁鹽。鋁鹽投加到水中后，利用Al3+與F-的絡(luò)合以及鋁鹽水解中間產(chǎn)物和最后生成的Al（OH）3（am）礬花對氟離子的配體交換、物理吸附、卷掃作用去除水中的氟離子。本試驗中先在廢水中投加Ca（OH）2作為化學(xué)沉淀劑，反應(yīng)1h后，投加PAC和Al2（SO4）3作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應(yīng)10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結(jié)果如下：

表2 不同混凝劑對氟離子濃度的影響

由表2可見，Al2（SO4）3作為混凝劑，即使在Ca2+投加量較少的條件下，對氟離子的去除效果也優(yōu)于PAC。有研究表明，在PAC對氟離子的絮凝沉淀過程中，離子吸附是一項重要的作用方式，當(dāng)水中SO42-，Cl-等陰離子的濃度較高時，由于存在競爭，會使絮凝過程中形成的Al（OH）3（am）礬花對氟離子的吸附容量顯著減少[3]。此外，F(xiàn)-能與Al3+等形成從AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6種絡(luò)合物，這些鋁氟絡(luò)合離子在絮凝過程中會形成鋁氟絡(luò)合物（AlFx（OH）（3-x）和Na（x-3）AlFx）或夾雜在新形成的 Al（OH）3（am）絮體中沉降下來。

在此基礎(chǔ)上，考察了Al2（SO4）3投加濃度對氟離子去除效果的影響，實驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 Al2（SO4）3投加濃度對氟離子濃度的影響

本試驗中，增大Al2（SO4）3的投加量，出水中氟離子濃度降低。當(dāng)Al2（SO4）3投加濃度達(dá)到400mg?L-1時，出水氟離子濃度達(dá)到11.4mg?L-1，高于表2中相對應(yīng)數(shù)據(jù)。鋁鹽絮凝沉淀法氟離子去除效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中SO42-，Cl-等陰離子的影響較大，出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定。

2.3 以NaOH調(diào)節(jié)pH值CaCl2作為化學(xué)沉淀劑對氟離子的影響廢水使用25%NaOH調(diào)節(jié)pH值至中性或堿性，加入CaCl2（2240mg?L-1）反應(yīng)1小時后，投加PAC作為混凝劑，投加濃度為400mg?L-1，反應(yīng)10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結(jié)果如表3所示：

以CaCl2作為化學(xué)沉淀劑，出水中氟離子濃度小于4mg?L-1，遠(yuǎn)小于排放標(biāo)準(zhǔn)中要求的10mg?L-1，也小于氟化鈣的溶解度8.9mg?L-1，且效果穩(wěn)定。這是因為當(dāng)水中含有氯化鈣、硫酸鈣等可溶性的鈣鹽時，由于同離子效應(yīng)而降低氟化鈣的溶解度，使出水中氟離子濃度大大降低。

3 小結(jié)及結(jié)論

通過對福建某化工廠含氟廢水的小試試驗，得出以下結(jié)論：

3.1 隨著鈣離子濃度的增加，廢水中的氟離子濃度下降。

3.2 以Ca（OH）2作為化學(xué)沉淀劑時，投加Al2（SO4）3作為混凝劑比投加PAC作為混凝劑對氟離子的去除效果更好。隨著Al2（SO4）3投加量的增大，氟離子去除效率增高。但是鋁鹽對廢水中氟離子的去除作用不穩(wěn)定。

3.3 用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值，以CaCl2作為沉淀反應(yīng)劑并輔助PAC的混凝沉淀作用，出水氟離子濃度小于4mg?L-1，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，效果穩(wěn)定。

在工程實踐中，Ca（OH）2難溶于水，多以乳化液形式投加。由于出水氟離子濃度隨著鈣離子濃度增大而降低，以Ca（OH）2作為鈣鹽，要保證出水效果，要求Ca（OH）2投加量大，由于生產(chǎn)的CaF2沉淀包裹在Ca（OH）2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量進(jìn)一步增大，出水pH值要回調(diào)。此外，Ca（OH）2乳化液投加過程中，溶藥過程操作難度大，管道容易堵塞，維修頻繁。采用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值，以CaCl2作為鈣鹽，其溶解度大，溶解投加均方便，操作方便，設(shè)備投資小，耗電少。同時，CaCl2產(chǎn)生的同離子效應(yīng)有效降低出水氟離子濃度，穩(wěn)定出水效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張超杰，周琪.含氟水治理研究進(jìn)展[J].給水排水，2002，28（12）：26～29.

第4篇：含氟廢水的處理方法范文

關(guān)鍵詞：鋁材酸堿廢水；電泳精制廢水；含鉻廢水；含鎳廢水；金屬離子；COD

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

鋁型材表面處理用水量大，產(chǎn)生廢水多，廢水中有害物質(zhì)持續(xù)排放[1]。如不加以處理必將污染環(huán)境。鋁型材生產(chǎn)過程主要包括對成型鋁材的脫脂、堿蝕、酸洗、氧化、封孔及著色[2]。處理后的型材均需用水進(jìn)行清洗，這部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽，是鋁型材廠廢水的主要來源。鋁型材廠生產(chǎn)廢水主要含有大量金屬離子：Ni2+、Al3+、Cr6+、Sn2+以及SS、油脂、有機物、NH3-N、F-、酸堿等等[3]。其中廢水的酸堿度視各生產(chǎn)要求不同而有所變化，但呈酸性的居多。另外在一些工序會產(chǎn)生水量少污染物高的各類廢液及廢棄換缸液等，針對每一類廢水的主要污染物的特點，分別進(jìn)行預(yù)處理，可達(dá)到理想的處理效果。

工程概述

佛山某鋁型材廠位于中國鋁材第一鎮(zhèn)——廣東省佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)，是一家專業(yè)生產(chǎn)鋁型材的現(xiàn)代化大企業(yè)，該公司占地面積10萬多平方米，年生產(chǎn)能力超過8萬噸，擁有多條熔鑄、擠壓先進(jìn)工藝生產(chǎn)線，并引進(jìn)國外先進(jìn)的氧化電泳、噴涂、隔熱生產(chǎn)工藝，擁有價值數(shù)百萬元的完善的檢測設(shè)備，可生產(chǎn)各種門窗、幕墻、通用型材及工業(yè)型材等幾千個品種。

該公司鋁型材生產(chǎn)工藝流程如下：

該公司鋁材表面處理廢水排放總量達(dá)4500噸/天，以下就該鋁型材廠廢水處理工程工藝設(shè)計為例介紹鋁材表面廢水處理情況。

廢水的來源、水質(zhì)及水量

根據(jù)對生產(chǎn)線工序和用料的分析，該鋁型材廠廢水來源如下表：

表1 鋁型材廠廢水來源

根據(jù)廢水的來源，針對不同工序廢水的主要污染物特點，該廠主要廢水分類和水量如下表。

表2 鋁型材廠廢水水質(zhì)水量表

由上表可知，該廠生產(chǎn)廢水主要分為酸堿廢水、含錫含鎳含氟廢水、含鉻廢水、電泳精制廢水，總水量合計為4500噸/天。含錫含鎳含氟廢水、含鉻廢水、電泳精制廢水經(jīng)車間預(yù)處理后與酸堿廢水一同混合排入酸堿綜合廢水系統(tǒng)。

該廢水經(jīng)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到廣東省《水污染排放限值（DB44/26-2001）》中的Ⅱ時段一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

表3 設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)參數(shù)（單位：mg/L，pH值除外）

注*：此處進(jìn)水指標(biāo)是指幾類廢水混合后的酸堿綜合水質(zhì)指標(biāo)。

廢水處理工藝

4.1 工藝流程(見圖1)

圖1 工藝流程框圖

4.2 流程說明

根據(jù)廢水的水質(zhì)特點，不同生產(chǎn)工序排出的廢水分別收集到不同的廢水貯槽(池)內(nèi)。并分別對各類廢水進(jìn)行預(yù)處理后再合并一起處理。該廠處理系統(tǒng)主要的設(shè)計工藝如下。

4.2.1 酸堿廢水

酸堿廢水由酸性廢水和堿性廢水組成，占總水量的90%以上，主要由脫脂、中和、陽極氧化、電泳水洗、除油工序、堿蝕、堿洗工序的水洗過程產(chǎn)生。酸性廢水居多，固酸堿廢水一般呈酸性。該廢水污染物濃度相對較低，一般pH為2～3，COD在150mg/L以下，離子態(tài)銅濃度≤2mg/L，經(jīng)過中和混凝沉淀就可以有效去除廢水中的主要污染物。

本工程以酸堿廢水的處理為主處理工藝，采用連續(xù)的中和+物化沉淀+過濾的治理工藝。

各類廢水經(jīng)單獨收集及預(yù)處理后，統(tǒng)一收集于酸堿廢水調(diào)節(jié)池與酸堿廢水混合勻質(zhì)，由提升泵將混合勻質(zhì)后的廢水提升至綜合廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過pH調(diào)整池電石渣乳狀液（主要成分是石灰）調(diào)節(jié)廢水的pH值至設(shè)定值，同時向廢水加入PAC和PAM，廢水中的銅、鎳等重金屬離子以及部分膠體類有機物形成絮體，大顆粒絮體在重力沉淀池沉淀，小顆粒絮體在斜管沉淀池沉淀，污泥排入污泥池。沉淀區(qū)上清液流入砂濾池，通過石英細(xì)砂的過濾，進(jìn)一步除低水體的懸浮物質(zhì)及色度，砂濾池出水排入清水排放池達(dá)標(biāo)排放。

砂濾池運行一定周期后，截留懸浮物不斷累積，需要進(jìn)行反沖洗，反沖洗排水排入酸堿廢水調(diào)節(jié)池再處理。

4.2.2 含鉻廢水

含鉻廢水主要來源于鈍化工序的水洗過程，主要呈酸性，所含六價鉻和總鉻是第一類污染物，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，需要在車間單獨收集處理排放。

含鉻廢水的處理方法常用化學(xué)還原法，即利用還原劑將廢水中Cr6+還原成Cr3+，再加堿調(diào)節(jié)pH值，在堿性條件形成Cr(OH)3沉淀除去，這種方法設(shè)備投資和運行費用低。

含鉻廢水由泵提升至pH調(diào)整池1，在池內(nèi)設(shè)置pH自動調(diào)節(jié)加藥系統(tǒng)，加酸調(diào)pH至2.5-3.5，然后廢水流入還原反應(yīng)池，池內(nèi)設(shè)置ORP自動調(diào)節(jié)加藥控制系統(tǒng)以及攪拌系統(tǒng)，投加還原劑把廢水中還原電位控制在280-320mv。六價鉻被還原成三價鉻，反應(yīng)完成后廢水回調(diào)pH進(jìn)入后續(xù)混凝沉淀。沉淀池出水達(dá)標(biāo)排放至酸堿廢水調(diào)節(jié)池，污泥排入含鉻污泥系統(tǒng)。

4.2.3 含錫含鎳含氟廢水

含錫含鎳含氟廢水主要來源于著色和封孔工序的水洗過程。

鎳是第一類污染物，需要在車間收集單獨處理達(dá)標(biāo)后排放。含鎳廢水的處理方式是采用加堿沉淀法，鎳離子在pH>9.5以上時，絕大部分鎳離子生成氫氧化鎳沉淀物?；瘜W(xué)反應(yīng)式原理如下：

Ni2+＋2OH－ Ni (OH)2

大多數(shù)氟化物為可溶性物質(zhì)，利用鈣與氟離子生成的氟化鈣沉淀物，把氟化鈣捕集共沉得以去除?；瘜W(xué)反應(yīng)式原理如下：

Ca2+＋2OH－ CaF2

含錫含鎳含氟廢水由收集槽泵提升至pH調(diào)整池，池內(nèi)設(shè)置pH自動調(diào)節(jié)加石灰系統(tǒng)，設(shè)定反應(yīng)的pH在9.5-10.5，在堿性條件下，使鎳離子、錫離子生成相應(yīng)的氫氧化物、氟化物生產(chǎn)氟化鈣，然后流入混凝反應(yīng)池，通過投加少量PAC、PAM對金屬離子的氫氧化物進(jìn)行捕集，便于沉淀去除。沉淀池出水達(dá)標(biāo)排放至酸堿廢水調(diào)節(jié)池，污泥排入含鎳污泥系統(tǒng)。

4.2.4 電泳精制廢水

電泳精制廢水主要來源于電泳漆精制離子交換裝置產(chǎn)生的陰樹脂床再生液、水洗液、堿洗液；陽床再生液、氨洗液、酸洗液；含有難生化降解有機物質(zhì)及氨氮。

針對電泳精制廢水水質(zhì)特點，可采用Fenton氧化法處理，F(xiàn)enton試劑氧化法是一種均相催化氧化法。在含有亞鐵離子的酸性溶液中投加過氧化氫時，在Fe2+催化劑作用下，H2O2能產(chǎn)生兩種活潑的羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，羥基自由基具有非常強的氧化能力，其氧化還原電位高達(dá)2.8V，在自然物質(zhì)中其氧化電位僅次于氟，因此Fenton氧化處理有機物具有良好的效果。

電泳精制廢水在車間內(nèi)經(jīng)Fenton氧化后去除大部分有機物質(zhì)，再排入到廢水站內(nèi)與酸堿廢水一同處理。

4.2.5 模具堿洗廢液

堿洗廢液堿度高，pH在10~12左右，每天產(chǎn)生量為2噸。

該廠模具清洗車間設(shè)于廢水站旁邊，堿洗廢液單獨收集于廢堿池中。自流于酸堿綜合廢水進(jìn)水渠（酸堿廢水調(diào)節(jié)池前端），用于粗調(diào)酸堿廢水的pH值以節(jié)省處理費用。

4.2.6 污泥處理

本項目中含鉻廢水和含鎳污泥單獨在車間處理，分別排入含鉻污泥池和含鎳污泥池，利用板框壓濾機進(jìn)行壓濾，濾液分別進(jìn)入含鉻廢水收集槽和含鎳廢水收集槽，干泥委外處理。

酸堿綜合污泥由沉淀池排入綜合污泥池內(nèi)，再由污泥泵加壓輸送至帶式脫水機，污泥加藥調(diào)質(zhì)后，再進(jìn)一步脫水減量、固化，以便污泥后續(xù)的運輸處置。

鋁業(yè)廢水污泥中含有大量的鋁金屬，具有一定的回收利用價值，污泥脫水后，交由專業(yè)的有資質(zhì)的回收公司進(jìn)行處置。

調(diào)試的關(guān)鍵

在鋁型材廢水治理工程調(diào)試中，最關(guān)鍵的是對廢水的pH值進(jìn)行控制，使各種金屬離子生成難溶的氫氧化物，從而達(dá)到最佳的去除效果。

表4 鋁、銅、鋅、鎳適宜的pH范圍

由上表和對多項鋁型材廢水工程的調(diào)試效果來看，對于一般的鋁型材廢水，將pH值控制在7.5～8.5得到的沉淀效果最佳；對于某種金屬離子偏多的廢水，需根據(jù)該金屬離子的特性調(diào)節(jié)pH值。

監(jiān)測結(jié)果及分析

該鋁型材廢水處理工藝已投入運行使用2年多，設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。下表為抽樣監(jiān)測結(jié)果。

表5 鋁型材廢水處理監(jiān)測結(jié)果

小結(jié)

(1)工程實踐表明該工藝是合理、可行的。

(2)為保證各類污染物質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，鋁型材表面處理過程產(chǎn)生的少量含鉻、含鎳含一類污染物廢水，需單獨在車間處理并達(dá)標(biāo)排放。而電泳精制廢水有機物含量高，需單獨在車間預(yù)處理再排入酸堿綜合廢水系統(tǒng)。

(3)鋁材廢水用電石渣處理，可有效去除各類重金屬離子及F-，并大大節(jié)省運行費用。

(4)鋁在溶液中是兩性狀態(tài)，鋁離子在廢水中也起著凈水劑的作用，同時在加入的各種絮凝劑、混凝劑中也含有大量的鋁，所以在處理后的水質(zhì)項目中沒有對鋁的濃度做出要求。

(5)鋁型材廢水處理工藝原理簡單，操作管理方便。廢渣含有大量的氫氧化鋁，如加以開發(fā)利用，提煉純凈氫氧化鋁或制作硫酸鋁，將具有廣泛用途。

參考文獻(xiàn)：

[1]范彤利，顧慶豪.鋁型材表面處理廢水的處理與回收[J].資源再生,2007年11期.

[2]王祝堂.鋁及其表面處理手冊[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1992.

第5篇：含氟廢水的處理方法范文

【關(guān)鍵詞】火電廠廢水處理

1、火電廠廢水的特點和分類

1.1廢水的特點

與化工、造紙等工業(yè)廢水相比，火電廠的廢水有以下特點：水質(zhì)水量差異很大，劃分的廢水的種類較多；廢水中的污染成分以無機物為主，有機污染物主要是油；間斷性排水較多。

1.2廢水的分類

同一類廢水可以采用同一類處理工藝實現(xiàn)回用。所以合理的分類是廢水綜合利用的基礎(chǔ)，根據(jù)火電廠各類廢水的水質(zhì)水量特點，以處理回用為目標(biāo)，可以將火電廠的廢水分為以下幾類：

1.2.1含鹽濃度較低的廢水。這類廢水包括機組雜排水、工業(yè)冷卻水系統(tǒng)排水、生活污水等。在使用過程中鹽的含量不會明顯的升高，廢水處理不考慮脫鹽，廢水處理成本低。處理后的水質(zhì)可以達(dá)到或接近工業(yè)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以替代新鮮水源。該類廢水是電廠中回用比例較高的廢水。

1.2.2含鹽濃度較高的廢水。水在使用過程中因為濃縮或者加入了酸、堿和鹽而使含鹽的濃度提高很多，回用需要脫鹽。如反滲透濃排水、離子交換設(shè)備再生廢水、循環(huán)水排污水等。這種廢水可以直接用于沖灰、除渣和煤場噴淋?；赜帽仨氝M(jìn)行脫鹽處理，因脫鹽成本較高，目前該類廢水回收利用率較低。

1.2.3簡單處理可回用的廢水。包括含煤廢水、沖灰除渣廢水。這類廢水懸浮物很高，處理工藝以沉淀為主，目的是除去水中的懸浮物。含煤廢水的懸浮成分主要是煤粉，沖灰除渣廢水則主要是灰粒。由于組分比較特殊，通常不與其他廢水混合處理，而是單獨處理后循環(huán)使用。

1.2.4不能回用的極差的廢水。這些廢水所含的成分比較復(fù)雜，處理成本很高，但水量較小，一般單獨處理后達(dá)標(biāo)排放。例如脫硫廢水。還有一些間斷廢水，如化學(xué)清洗廢水、空預(yù)器煙氣側(cè)沖洗廢水等都經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放。

2、火電廠廢水處理

2.1火電廠沖灰水處理

沖灰水是火電廠主要污水之一，沖灰水中超出標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)是pH值、懸浮物、含鹽量和氟等，個別電廠還有重金屬和砷等。沖灰水處理的思路一是減少水的用量，二是廢水處理再利用或達(dá)標(biāo)排放。如何處理，發(fā)電廠根據(jù)環(huán)保和經(jīng)濟的雙重效果來抉擇。具體的一些處理的方法是：

2.1.1濃縮水力除灰。濃縮水力除灰是將原灰水比1：（15—20）降至1：5左右，灰水比例應(yīng)根據(jù)全廠水量平衡及灰場水量平衡綜合考慮來確定。實際生產(chǎn)中就是在不影響產(chǎn)量和其他指標(biāo)的前提下降低灰廠的用水量。濃縮水力除灰既減少廠區(qū)水補給量，又減少了水的排放量?？芍^是經(jīng)濟環(huán)保雙贏的好方法。

2.1.2沖灰水中懸浮物去除。沖灰水的懸浮物含量主要與灰場（沉淀池）大小等因素有關(guān)。解決沖灰水中懸浮物超標(biāo)，應(yīng)重點考慮沖灰廢水在沉淀池中有足夠的沉淀時間。

2.1.3沖灰水pH值超標(biāo)治理。沖灰廢水的pH值與煤質(zhì)、沖灰水的水質(zhì)、除塵方式及沖灰系統(tǒng)有關(guān)。國外一般采用加酸、爐煙CO2處理（降低pH）和直流冷卻排水中和等方法。爐煙CO2的處理既減少了CO2向大氣的排放又降低了沖灰廢水的pH值。爐煙CO2處理的化學(xué)反應(yīng)原理：

CO2+H2O=H2CO3 H2CO3=H++HCO3- H++OH-=H2O

2.1.4沖灰水中氟處理；一般用鈣鹽沉淀法和粉煤灰法等，鈣鹽沉淀法處理時要加入氫氧化鈣和氯化鈣，處理后的pH值達(dá)到9～12，且氟濃度仍>30mg/L，達(dá)不到廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，還需要加酸降低pH值。粉煤灰處理含氟廢水，具有工藝簡單、以廢治廢，氟的去除率達(dá)90%上。鈣鹽沉淀法的離子反應(yīng)原理：

Ca（OH）2=Ca2++2OH- CaCl2=Ca2++2Cl- 2F-+Ca2+=CaF2

H++OH-=H2O

3、火電廠脫硫廢水處理

3.1中和

中和處理的主要包括兩個方面：一是發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，調(diào)整pH在6—9之間。二是沉淀部分重金屬，使鋅、銅、鎳等重金屬鹽生成氫氧化物沉淀。常用的堿性中和劑有石灰、石灰石、苛性鈉，酸性中和劑是碳酸鈣等。反應(yīng)原理：

H++OH-=H2O CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O

CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2=Ca2++2OH-

NaOH=Na++OH- Cu2++2OH-=Cu（OH）2

Zn2++2OH-=Zn（OH）2 Ni2++2OH-=Ni（OH）2

3.2化學(xué)沉淀

廢水中的重金屬離子、堿土金屬常用氫氧化物和硫化物沉淀法去除，常用的藥劑分別為石灰和硫化鈉。離子反應(yīng)原理：

CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2=Ca2++2OH-

Cu2++2OH-=Cu（OH）2 Zn2++2OH-=Zn（OH）2

Na2S=2Na++S2- Cu2++S2-=CuS

Zn2++S2-=ZnS Mg2++2OH-=Mg（OH）2

3.3混凝澄清處理

經(jīng)過化學(xué)沉淀處理后的廢水中，含有許多微小的懸浮物和膠體物質(zhì)，必須加入混凝劑使之凝聚成大顆粒而沉降下來。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵等；常用的助凝劑有石灰、高分子絮凝劑等。形成混凝劑的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理：

Al2（SO4）3=2Al3++3SO42- AlCl3=Al3++3Cl-

FeCl3=Fe3++3Cl- FeSO4=Fe2++SO42-

Fe2++3H2O=Fe（OH）3+3H+ Al3++3H2O=Al（OH）3+3H+

Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+ Fe2++3H2O=Fe（OH）2+3H+

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

4、火電廠化學(xué)廢水、含油廢水處理

4.1化學(xué)廢水處理

4.1.1酸堿廢水處理：先將酸性廢水（或堿性廢水）排人中和池，然后再將堿性廢水（或酸性廢水）排人，攪拌中和，使pH值達(dá)到6—9后排放。離子反應(yīng)原理：

H++OH-=H2O

4.1.2無機廢水處理：主要污染物為酸或堿、懸浮物、溶解鹽等。酸或堿可采用中和法處理，濃度較高時，可回收利用。懸浮物或膠體可采用沉淀、混凝等方法去除。溶解鹽主要靠吸附、離子交換、電滲析等方法除去。

4.1.3有機廢水處理：是鍋爐有機酸洗的廢水，利用蒸發(fā)池進(jìn)行蒸發(fā)處理。

4.2含油廢水處理

含油廢水處理有多種處理方法，下面介紹期中的一種——沉淀法。

該法采用薄層沉淀組件的聚結(jié)裝置，這種裝置克服了聚結(jié)過濾器每單位體積的分離表面大的缺點，主要優(yōu)點是當(dāng)薄板間隙或管徑和傾斜角度選擇合理時，漂浮的和沉降的微粒能自行排走而不需任何強制清理。

第6篇：含氟廢水的處理方法范文

【關(guān)鍵詞】電絮凝 電流密度 電極板間距 降除率

1 河套地區(qū)地下水質(zhì)情況

內(nèi)蒙古河套平原及周邊的草原、山地和沙區(qū)，由于地理環(huán)境和水文地質(zhì)條件的特殊性，地下水的化學(xué)成份較為復(fù)雜，高氟、高砷和苦咸水交叉分布，引起地方性的氟、砷中毒，導(dǎo)致河套地區(qū)群眾骨質(zhì)疏松、癌癥高發(fā)，甚至喪失勞動能力。巴彥淖爾市所轄7個旗、縣、區(qū)地下水中砷、氟、氯化物、硫酸鹽等含量均不同程度超過國家飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，全市有1/3以上的飲水井的砷、氟含量超標(biāo)，有80余萬農(nóng)牧區(qū)群眾飲用高氟、高砷和苦咸水，飲用水中砷含量最高超標(biāo)35倍，氟含量最高超標(biāo)8倍。由于河套地區(qū)地下水分布的復(fù)雜性，還發(fā)現(xiàn)有部分井水的砷、氟含量剛開始飲用時不超標(biāo)，但經(jīng)過集中大量采水后，砷氟含量有升高超標(biāo)現(xiàn)象。所以，改變尋找新水源為凈化超標(biāo)水成為切實解決該地區(qū)飲水除砷降氟問題的現(xiàn)實和有效方法。

隨著國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006的實施，氟含量大于1.0mg/L和砷含量大于0.01mg/L的水均為不合格飲用水，因此，研究高氟水和高砷水的處理技術(shù)，研究針對適合分散和集中水處理的設(shè)備，降低凈水成本，減少能源消耗，讓河套地區(qū)農(nóng)牧民更易接受凈水設(shè)備，提高飲水質(zhì)量，讓國家的政策惠及每一個老百姓，具有深遠(yuǎn)的歷史意義和現(xiàn)實意義。

2 國內(nèi)外水凈化技術(shù)現(xiàn)狀

國內(nèi)外對于飲水高氟、高砷和苦咸水的處理，首先，一般采用更換水源的辦法，尋找合格水源，建立供水站，鋪設(shè)管道，分輸各戶。該方法投資大，要求地理環(huán)境相對平坦，有專門的供水管理人員，適合人口相對集中地區(qū)。其次，利用現(xiàn)有水源進(jìn)行集中水處理，水處理設(shè)備為大型設(shè)備，廢水率高，價格昂貴，設(shè)備的使用效率較低，不適合農(nóng)村和牧區(qū)使用。而用于飲用水除氟砷的水處理技術(shù)有多種，常規(guī)除氟技術(shù)有骨炭吸附法、活性氧化鋁吸附法和混凝沉淀法等，這些常規(guī)技術(shù)由于受技術(shù)操作、管理、運行等要求影響，不宜在農(nóng)村牧區(qū)使用。膜法除氟砷技術(shù)（如電滲析、反滲透等）操作簡單，應(yīng)用方便，適用范圍廣?？嘞趟?，主要集中在蒸餾法、反滲透法和電滲析法等系統(tǒng)技術(shù)方面，納濾技術(shù)在苦咸水淡化領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸活躍起來。一些新技術(shù)（如火山巖分子篩吸附降氟設(shè)備、碎石吸附降氟技術(shù)等）也在實踐中開始應(yīng)用。這些設(shè)備的電力供應(yīng)一般采用傳統(tǒng)供電，耗能較高，處理水成本居高不下，這也成為凈水技術(shù)應(yīng)用的一大障礙。

3 電絮凝技術(shù)的飲用水凈化

3.1 電絮凝技術(shù)簡介

電絮凝（又稱電凝聚）技術(shù)是電化學(xué)技術(shù)的一種，電絮凝技術(shù)近幾年在處理水體凈化方面成為研究熱點。電絮凝技術(shù)最早于1889年由Eugene Hermite首次提出了使用電極凈化廢水概念。從1963年至1974年間美國科學(xué)家運用電絮凝技術(shù)處理了食品廢水和市政污水，1984年挪威科學(xué)家（Vik E.A）采用電絮凝凈化了生活飲用水，我國研究人員也在不斷的探索和應(yīng)用電絮凝處理含酚、含鉻、制革等不同類型的生活飲用原水處理和工業(yè)廢水。目前，被公認(rèn)的電絮凝機理為2001年由M.Yousuf提出：采用可溶性金屬作為電極板，在外加電壓作用下，金屬陽極板（鋁、鐵）發(fā)生溶蝕，產(chǎn)生大量的陽離子，這些陽離子又經(jīng)過一系列復(fù)雜的縮聚和水合作用，生成具有不溶于水的并有吸附水中污染物的絮狀物物質(zhì)，從而將污染物從水中去除，在金屬陰極板產(chǎn)生具有較強的還原能力的氫，陽極板還可能會有氧氣放出，這些氣體小氣泡在上浮過程中與溶液中的絮狀物接觸，將絮狀物推浮上升，可以達(dá)到對污染物進(jìn)行浮選的目的。

3.2 影響電絮凝凈水效率的幾個因素

（1）原水的PH值對電絮凝除氟、砷的影響。由于河套地區(qū)地下水質(zhì)的PH值一直處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，處于7.2～7.8之間，在凈化水之前不進(jìn)行PH值的調(diào)整，根據(jù)以往實驗經(jīng)驗，同時得到廣泛認(rèn)同，PH值越低，凈化水過程中降除氟的效果就越好，在本實驗中不對原水的PH值對電絮凝除氟、砷的影響進(jìn)行實驗驗證。

（2）電流密度對電絮凝除氟、砷的影響。實驗所用電源為可調(diào)直流電源，電流調(diào)節(jié)在1～100A之間進(jìn)行，選用三組不同電流密度值進(jìn)行實驗，對比電流密度對電絮凝除氟、砷的影響。

（3）極板之間的間隙對電絮凝除氟、砷的影響。極板是可調(diào)間隙式設(shè)置，為了實驗結(jié)果的可比性，每間隔5mm做一個測試位置。

（4）溫度對電絮凝除氟、砷的影響。由于河套地區(qū)地下水溫度變化一年四季比較小，上下波動在十幾攝氏度之內(nèi)，單以溫度對電絮凝效率的影響在這個溫差下不明顯，在本實驗中亦不對該因素進(jìn)行驗證。

（5）電絮凝時間對除氟、砷的影響。通過實驗找到能使原水中氟、砷去除率達(dá)到80%以上的最合理時間，這項測試需與電流密度和極板之間間隙共同測試。

3.3 除砷降氟實驗設(shè)備及實驗流程

電絮凝除砷降氟實驗裝置主要由10000ml反應(yīng)水槽、鋁電極、CTNP型智能脈沖電源模塊、自吸泵、錳砂濾罐等組成，設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表1。

針對河套地區(qū)地下水質(zhì)安排除砷降氟凈化水過程如圖1。

3.4 原水來源和水質(zhì)檢測

實驗所用原水采用河套地區(qū)具有代表性的巴彥淖爾市烏拉特后旗牧區(qū)地下水，采樣完畢后進(jìn)行水質(zhì)檢測，結(jié)果顯示該原水PH為7.8，濁度為1.02度，溶解性總固體為1220毫克/升，總砷0.081毫克/升，總氟3.1毫克/升，氟和砷明顯超過我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）。

3.5 實驗過程分析

（1）在實驗中，固定電源電壓輸出值為12V，電源電流輸出值為20A，每隔10分鐘電極自動倒換一次，極板之間的間隙從5mm～30mm，每隔5mm調(diào)節(jié)一次，通過實驗發(fā)現(xiàn)，電絮凝陰陽間極板的間隙越小，除砷氟的效率越好，但如果小于5mm極板之間電場的不均勻性會增強，較為容易引起極板短路，實驗做了30分鐘內(nèi)時間與極板間隙對于氟砷去除率的影響，實驗結(jié)果見圖2。

實驗結(jié)果表明：隨著極板間距的增加，電極處理效率下降，氟砷去除率下降。極板間距小，有利于電化學(xué)氧化反應(yīng)，同時使得極板產(chǎn)生的離子擴散的距離短，能較快地與溶液中污染物發(fā)生作用，有利于提高電化學(xué)氧化的去除效率。在板間距為10mm，反應(yīng)停留時間20分鐘時，輸出電流22A，氟砷去除效率最高，達(dá)到85%。為了避免由于極板間隙較小導(dǎo)致極板鈍化現(xiàn)象，采用10分鐘自動倒換電極的方式效果明顯。

（2）實驗固定電源電壓輸出值為12V，電極之間間隔10mm，每隔10分鐘電極自動倒換一次，反應(yīng)時間對處理效果的影響調(diào)節(jié)電流從10A～34A調(diào)整，在0～30分鐘內(nèi)每隔6分鐘取水樣，實驗結(jié)果見圖3。

實驗結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時間的延長水樣中的氟砷去除率逐漸增加。這是因為反應(yīng)初期，水樣中氟砷濃度相對較高，隨著反應(yīng)時間的增加，在電極表面反應(yīng)的物質(zhì)就越多，從而反應(yīng)速率較快。當(dāng)反應(yīng)經(jīng)過10 min時氟砷去除率有明顯增加。但隨著反應(yīng)過程的進(jìn)行，水中氟砷濃度降低，反應(yīng)速率降低，因此結(jié)合工程實際應(yīng)該盡量降低其反應(yīng)停留時間，確定最佳停留時間為20分鐘。

4 研究結(jié)論

（1）電絮凝技術(shù)應(yīng)用在河套地區(qū)高氟、高砷、苦咸水水凈化中。

（2）根據(jù)實驗結(jié)果得出，反應(yīng)停留時間20分鐘，輸出電流22A，電極板間距10mm，板間電壓24 V，極板每隔10分鐘自動倒一次電極，氟砷的降除率達(dá)80%以上。

（3）采用電絮凝的方法去除河套地區(qū)地下水中氟砷的效果比較好，工藝流程簡單可行。同時從實際應(yīng)用角度考慮，在保證去除效果的情況下，為盡量減小能耗，需要進(jìn)一步針對河套地區(qū)風(fēng)力和太陽能資源較為豐富，尤其特別適合河套地區(qū)的邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)凈化水電源用風(fēng)光互補系統(tǒng)解決。

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作者簡介

樊剛強（1984-），男，碩士學(xué)位。現(xiàn)為河套學(xué)院講師。主要研究方向為機械設(shè)計、水凈化設(shè)備等。

第7篇：含氟廢水的處理方法范文

關(guān)鍵詞 晶體硅太陽能電池；含氟污水；新型太陽能電池

中圖分類號：TM914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）13-0007-02

1 太陽能電池的應(yīng)用

隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，煤炭、石油等不可再生能源儲備大幅度減少，尋找和開發(fā)新能源成為當(dāng)前人類面臨的重要問題，不可再生能源在使用過程中對環(huán)境的影響也引起人們的重視?？扇急乳_采難度較大的能源能否大規(guī)模采集應(yīng)用也還是未知數(shù)。因此，作為未來人類發(fā)展的能源保障，新能源行業(yè)正迅速的發(fā)展起來。新能源是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地開發(fā)利用的可再生能源。如核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能等。其中太陽能在使用過程中無污染、資源廣泛，符合當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求和趨勢。也因太陽能的存在范圍很廣，所以正大范圍的出現(xiàn)在人們的生活中，像是太陽能熱水器，太陽能電池等。DisplaySearch的太陽能產(chǎn)業(yè)研究報告中指出，從2008年1月至2009年7月，世界各地將安裝大約114億瓦容量的太陽能電池。1998年在維也納第二屆全球光伏技術(shù)大會上，會議主席施密特教授指出：“光伏將在21世紀(jì)上半紀(jì)取代原子能而成為全球能源，唯一的問題是2030年還是2050年最終實現(xiàn)”。正如施密特教授的預(yù)言的一樣，太陽能世紀(jì)已經(jīng)到來。

2 太陽能電池的分類

2.1 單晶硅太陽能電池

單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實驗室中的最高的轉(zhuǎn)換效率為24.7%，工廠大規(guī)模生產(chǎn)效率為15%。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位，原料硅來源豐富，但是單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難。用作太陽能電池的不是普通的硅，而是純度為99.9999%的硅。硅的提純工藝復(fù)雜，電耗很大，在太陽能電池生產(chǎn)總成本中超過了1/2。另外，現(xiàn)如今中國對其的冶煉能源多為煤炭，且用改良西門子法提純硅時會產(chǎn)生大量的硅氯化合物，若是處理不當(dāng)，會造成很大的環(huán)境污染。

2.2 多晶硅太陽能電池

多晶硅薄膜太陽能電池一般采用氣相沉積法制備。它所使用的硅遠(yuǎn)比單晶硅少，也沒有效率衰退的問題，并且可以利用廉價底料制備，成本遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率高于非晶硅薄膜電池。因此多晶硅電池制備不久將成為薄膜太陽能中發(fā)展速度快的方法。但是，多晶硅太陽能電池的使用壽命相比于單晶硅太陽能電池短些。

2.3 非晶硅太陽能電池

非晶硅太陽能電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽電池，它與單晶硅和多晶硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，消耗的硅材料少，用點更低，它的主要優(yōu)點是弱光條件也能發(fā)電。它的成本低、重量輕、轉(zhuǎn)換效率較高，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。但由于材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，是其穩(wěn)定性不高，轉(zhuǎn)換效率國際先進(jìn)水平為10%，如果能進(jìn)一步解決穩(wěn)定性問題及提高轉(zhuǎn)換率問題，那么，非晶硅太陽能電池將會成為太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品。

2.4 多元化合物太陽電池

為了尋找單晶硅電池的替代品，人們除開發(fā)了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外，又不斷研制其它材料的太陽能電池，以解決硅電池的環(huán)境污染問題。其中主要包括砷化鎵III-V族化合物、硫化鎘、碲化鎘及銅銦鎵硒薄膜電池。

3 晶體硅太陽能電池環(huán)境污染問題

太陽能電池生產(chǎn)的大量應(yīng)用，不僅給人們帶來了經(jīng)濟效益，同時也有許多環(huán)境問題的產(chǎn)生。在硅太陽能電池的生產(chǎn)過程，一些廢水，廢氣和廢渣的產(chǎn)生是不可避免的，其中以廢水成分最復(fù)雜，危害嚴(yán)重。

3.1 晶體硅太陽能電池生產(chǎn)工藝簡介

硅太陽能電池生產(chǎn)中在腐蝕清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工藝過程中須使用氫氧化鉀、IPA 、硫酸、鉻酸、氫氟酸、鹽酸等化學(xué)試劑，相應(yīng)的產(chǎn)生含IPA 的廢液、廢水以及含氟廢液廢水、含鉻廢水。硅太陽能電池的生產(chǎn)過程如下所述。

1）清洗：清洗步驟主要是為了去除硅片上的污物。

2）制絨：單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成許多的四面方錐體結(jié)構(gòu)。使其入射光在表面進(jìn)行多次反射和折射，增加光的吸收，提高了電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。

3）擴散：磷的擴散是在硅片表層摻入純雜質(zhì)原子的過程。

4）刻蝕、去PSG ：把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡，用化學(xué)腐蝕的方法，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的絡(luò)和物：六氟硅酸，用來去除擴散制結(jié)后在硅片表面形成的磷硅玻璃。

5）等離子化學(xué)氣相沉積（PECVD）：目的是對太陽能電池周邊的摻雜硅進(jìn)行刻蝕，以去除電池邊緣的PN結(jié)。通常采用的技術(shù)是等離子刻蝕技術(shù)。其方法是在低壓狀態(tài)下，反應(yīng)氣體分子在射頻功率的激發(fā)下，電離，產(chǎn)生等離子體。

6）絲網(wǎng)印刷：采用壓印的方式將預(yù)先設(shè)定好的圖畫印刷在基板上。

7）燒結(jié)：使用高溫合金方法，讓印刷上的金屬電極與硅片之間的連接更加牢固。

8）測試、包裝、入庫：測試電池片的性能指標(biāo)，合格則包裝入庫。

3.2 工藝中的廢物污染

硅料生產(chǎn)中，廢水主要來自于多晶硅廢水、切片廢水和有機硅廢水。在生產(chǎn)過程中需要對含硅原料用HF、鉻酸、HNO3、HCl等強酸進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g，由此產(chǎn)生大量的含氟酸堿廢水。這些過程中產(chǎn)生的廢水pH較值低， 而且含有一定量的懸浮顆粒。再者，其水量、水質(zhì)的變化幅度大，處理難度也相應(yīng)比較大。而如今國內(nèi)對于其廢水的處理技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到環(huán)境友好的標(biāo)準(zhǔn)，而在廢水處理的過程中也無形的提高了晶體硅電池的生產(chǎn)成本。

硅料生產(chǎn)還產(chǎn)生廢氣，廢渣，現(xiàn)太陽能電池原材料為多晶硅，由金屬硅提純而來，目前國內(nèi)均采用化學(xué)法（改良的西門子法），在這其中污染最嚴(yán)重的，是在還原過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，四氯化硅（一種腐蝕性極強、很難保存的有毒液體，急毒性。且四氯化硅不能自然降解，如果將四氯化硅埋在地下或者河中，水體將會受到嚴(yán)重污染，土地將會荒廢，寸草不生）。上述這些還不包括大量氯氣等其它易燃易爆有毒氣體。

4 新型太陽能電池研發(fā)的必要性

由上述晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝來講，硅料生產(chǎn)過程中的污水，廢氣，廢渣，雖說已經(jīng)有了較為成熟的處理工藝，但是還是不夠理想，對環(huán)境造成的傷害還是高于標(biāo)準(zhǔn)。因此想要生產(chǎn)出高效、低成本、對環(huán)境友好、無污染的硅電池的難度非常大。幾乎是不可能實現(xiàn)的。為了尋找單晶硅電池的替代品，除開發(fā)了多晶硅、非晶硅薄膜太陽能電池外，還應(yīng)該研發(fā)新型的，無硅的太陽能電池。因此，新型的太陽能電池的研發(fā)就顯得非常重要。

5 總結(jié)

在發(fā)展經(jīng)濟的同時不能破壞我們的生存環(huán)境。對于現(xiàn)在的技術(shù)水平來說，生產(chǎn)出無污染的晶體硅太陽能電池并非是一朝一夕便能實現(xiàn)的，而且其生產(chǎn)與廢水處理技術(shù)也趨近于成熟，可提升的空間并不大。因此，研發(fā)一種新型的太陽能電池是非常有必要的。

第8篇：含氟廢水的處理方法范文

關(guān)鍵詞： 高氟水；飲用水；吸附法；人造沸石

高氟水在中國分布較為普遍，主要分布在華北、西北、東北和黃淮平原等區(qū)。甘肅省環(huán)縣大部分是苦咸水區(qū)和高氟水區(qū)。由于水質(zhì)及其他因素，發(fā)生了不少地方病，如布氏桿菌病、嚴(yán)重氟中毒、大骨節(jié)病、甲狀腺腫等，尤其氟病面寬量大。環(huán)縣境內(nèi)有甜水、山城、南湫、羅山川、虎洞、車道、盧家灣、毛井、洪德、環(huán)城、演武等11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為氟病區(qū)，飲用水氟含量為1.2-5MG/L，其中甜水鎮(zhèn)甜水街村表現(xiàn)最為典型，氟斑牙患病率高達(dá)25.6%，氟病癥患病率達(dá)14%，輕者駝背腰彎，重者殘廢喪失勞動力，甚至死亡。國內(nèi)外對高氟飲用水的處理技術(shù)做過不少研究，但不同程度地存在處理費用高、適（實）用性差、氟含量難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題[1-4]。因此，我們迫切需要根據(jù)高氟水的特點，開發(fā)研究能滿足農(nóng)村分散供水條件下經(jīng)濟適用的高氟飲用水處理技術(shù)，保障農(nóng)村居民的飲水安全。

吸附法處理高氟飲用水具有很多優(yōu)勢，其關(guān)鍵是吸附性能的優(yōu)化[5]。沸石因其獨特的結(jié)構(gòu)，具有良好的吸附和離子交換性能[6]，并具有耐酸、耐高溫、耐輻射等性能，使得沸石在水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[7，8]。本研究通過試驗系統(tǒng)研究了吸附劑——人造沸石的氯化鐵的改性方法，確定了改性人造沸石吸附處理高氟飲用水的主要技術(shù)參數(shù)，揭示了影響除氟效果的關(guān)鍵因素，初步探討了吸附劑改性作用機理，為開發(fā)高效實用的小型高氟飲用水處理裝置提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

人造沸石（河南鞏義市科源凈水材料廠），氯化銨（西安三浦化學(xué)試劑有限公司），三氯化鐵（西安三浦化學(xué)試劑有限公司），所用試劑均為分析純。

水樣：甘肅省環(huán)縣甜水鎮(zhèn)甜水街村高氟地下水，氟的質(zhì)量濃度為2.41mg/L。

1.2 實驗儀器

PHS-3C型精密酸度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），85-1型恒溫磁力攪拌器（鄭州科達(dá)機械儀器設(shè)備有限公司），F(xiàn)A1004電子天平（上海江儀儀器有限公司），PF-1型氟離子選擇性電極（上海博取儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

沸石改性方法：將人造沸石經(jīng)一定含量的氯化銨溶液室溫浸泡后洗凈，再用氯化鐵溶液浸泡一定時間，得到鐵法改性沸石。

高氟水處理方法：定量分取改性沸石于聚乙烯瓶中，按照1：25的固液質(zhì)量比加入待處理的高氟水樣，室溫震蕩30min后靜置，取上清液測定氟含量。

氟含量測定方法：采用GB/T 5750-2006氟離子選擇電極法[9]。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 氯化銨含量對除氟的影響

2.3 氯化鐵含量及處理時間的影響

3 結(jié)論

人造沸石經(jīng)NH4Cl溶液活化處理，能調(diào)整孔道結(jié)構(gòu)，使其活性比表面積增大，更好地吸附鐵鹽及其水解產(chǎn)物，成為鐵鹽的良好載體，提高其去除水中氟離子的能力。

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的氯化銨溶液浸泡6h洗凈后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氯化鐵溶液浸泡8h，改性后的人造沸石處理氟離子的質(zhì)量濃度為0.96mg/L。原水pH適用范圍在6.5～8.0。

基金項目：慶陽市科技計劃項目（GC2011-15）

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[9]GB/T5750-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法[S].

[10]GB5749-2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

第9篇：含氟廢水的處理方法范文

關(guān)鍵詞：氟化物選擇電極法分光光度法離子色譜法

1引言

氟是人體必要的化學(xué)元素之一，一個成年人每天都通過飲水和食物的方式需攝入2～3mg氟。其中通過飲水約占需氟量的50%，當(dāng)攝入氟量不足時，易發(fā)生齲齒病，尤其是嬰兒。攝入量過多（高于1.5mg/L）時，易患斑齒病。當(dāng)水中氟含量高于4mg/L時，還可能得氟骨病。因此，許多國家把飲水氟含量標(biāo)準(zhǔn)定為0.5～1.0mg/L之間。美國在2803個市鎮(zhèn)的5000萬居民低氟飲水中加氟，并配合使用含氟牙膏，結(jié)果使齲齒癥減少了40～70%。飲用含1.0ppm(氟化物濃度)氟的水，僅有少數(shù)人牙齒上出現(xiàn)斑點；飲用含1.4～1.6ppm氟的水，則有一些人的幾個牙齒上出現(xiàn)明顯淡黃色至褐色斑點；飲水含氟高于2ppm時，則有許多人在大部分牙齒上出現(xiàn)褐色的斑點。因而飲水中氟含量不能太低，也不能太高，對地表水中氟化物進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測，對人的身體健康十分重要。

2水中氟的來源

水中氟的來源主要有兩類：一類是雨水或者地表水，地下水流經(jīng)含氟的土壤、巖石，從中淋溶出部分氟來；另一類是人為污染來源，電解鋁以冰晶石作為助溶劑，可使熔融溫度從2000℃下降至1000℃；還有就是來自有色冶金、鋼鐵、鋁加工、玻璃、磷肥、電鍍、農(nóng)藥等行業(yè)排放的廢水以及含氟礦物廢水中。

3水樣保存和預(yù)處理

3.1水樣的保存

水樣中的氟多數(shù)是以可溶性氟化物的形式存在，而在懸浮顆粒態(tài)中的氟常常是不溶性的氟化物，因而，需通過微孔濾膜過濾除去。從現(xiàn)場可以將樣品直接盛放到聚乙烯塑料瓶中，不用另加保存劑，密閉保存可以達(dá)半年之久。含氟化物的水樣不宜貯存在玻璃瓶中，因為F-易和玻璃成分的Si、B發(fā)生反應(yīng)，或者吸附在器壁表面，致使氟化物濃度下降。

3.2水樣預(yù)處理

對于清潔的地表水，一般可以直接取樣測定，氟化物常用的預(yù)蒸餾方法主要有直接蒸餾和水蒸氣蒸餾。

①直接蒸餾

在高沸點酸介質(zhì)中，水中氟化物直接以氟硅酸或氫氟酸形式被蒸出。為了避免餾出物帶出硫酸，蒸餾溫度不要超過180℃。該種方法簡單，蒸餾效率高，但是蒸餾溫度比較難以控制，易發(fā)生暴沸。當(dāng)水樣中氯化物含量過高時，可以在蒸餾前加入適量固體硫酸銀再蒸餾。

②水蒸氣蒸餾

水樣中加入高氯酸加熱，在130～140℃通入水蒸氣，水中氟化物以氟硅酸或者氫氟酸的形式被蒸出，收集餾出液用于測定。當(dāng)水樣含有高濃度有機物時，為避免與高氯酸反應(yīng)而發(fā)生爆炸，可以用硫酸代替高氯酸。水蒸氣蒸餾可以比較嚴(yán)格地控制反應(yīng)溫度，排除干擾的效果好，安全。

4分析方法

4.1氟離子選擇電極法

這種方法簡便、快速、準(zhǔn)確度好，在我國水質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用非常廣泛。

①原理：氟離子選擇電極是一種以氟化鑭（LaF3）單晶片為敏感膜的傳感器。由于單晶結(jié)構(gòu)對進(jìn)入晶格交換的離子有嚴(yán)格的限制，因而有良好的選擇性。測量時與參比電極組成原電池：

AgAgCl,Cl-(0.3mol/L),F-(0.001mol/L)LaF3待測液KCl（飽和）Hg2Cl2, Hg

原電池的電動勢（E）隨著溶液中氟離子活度的變化而變化，即E=E0-SA

其中，E―測得的電極電位；E0―參比電極的電位（固定值）；A―溶液中氟離子的活度；S―氟電極的斜率。用酸度計或者離子計測量上述原電池的電動勢，并與氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液測得的電動勢相比較，即可求知水樣中氟化物的濃度。測定范圍為0.05～1900mg/L。

②干擾及消除辦法

電極法測定的是游離氟離子。和氟離子能形成穩(wěn)定絡(luò)合物的一些高價陽離子以及氫離子將對試驗造成干擾，干擾程度取決于絡(luò)離子的種類和濃度、氟化物的濃度以及溶液的pH值。通常情況下，Al3+的干擾最為嚴(yán)重，其次是Zr4+、Sc3+、Fe3+等。為了消除Al3+、Fe3+等的干擾、保持溶液的總離子強度、控制溶液的pH值（pH為4.5～5.5），需要在水樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入總離子強度調(diào)節(jié)劑（TISAB）。

③影響實驗的因素

影響實驗結(jié)果的因素很多，主要包括電極的斜率、電極的穩(wěn)定性、電極的響應(yīng)時間、待測溶液的濃度、pH以及溫度和攪拌的影響。

電極的斜率：它直接影響該方法的靈敏度和準(zhǔn)確性。直接電位法對電極的要求非常高，應(yīng)該按電極使用說明書準(zhǔn)備電極，并首先檢查電極的斜率是否符合要求，通常情況下，測得的電極斜率值應(yīng)不低于理論值的90%。

穩(wěn)定性：將電極放在10-3mol/L的溶液中24h,觀察其電位的變化，最好的電極24h的漂移應(yīng)小于2mV。

電極響應(yīng)時間：影響電極響應(yīng)時間的因素主要包括膜本身的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和光潔度以及待測溶液的濃度等。

待測容易濃度：氟電極的測定范圍很寬，從10-7mol/L到飽和溶液中的氟都可用它進(jìn)行測試。由于在濃溶液中要獲得穩(wěn)定的電位比較困難，為了保護(hù)電極，在實際工作中上限一般定為1mol/L。盡管1mol/L以上仍然有反應(yīng)，但很少采用，一般在10-3mol/L以下使用比較合適。

pH值：氟化物含量越低，其適宜的pH范圍越窄。當(dāng)氟化物含量為10-5mol/L時，有效的pH范圍為5～8；10-3mol/L時pH范圍為5～9。一般情況下，測定時溶液pH范圍為5～6。

溫度：溫度不僅影響電極的斜率，從而影響電極的電極電位，樣品的離解也受溫度變化的影響，所以，樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)在相同溫度下進(jìn)行測定。在10-3mol/L濃度水平時，溫度每變化1℃，產(chǎn)生2%的誤差。

攪拌的影響：攪拌狀態(tài)對電極電位、檢測下限、電極的實際響應(yīng)時間等均有影響，并會使參比電極的鹽橋不易達(dá)到穩(wěn)定的液接電位。所以在測定過程中，應(yīng)使溶液處于沒有渦流和氣泡的、緩和、均勻攪拌狀態(tài)，而且試液和標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)具有相同的攪拌速度。

4.2氟試劑分光光度法

①原理:氟試劑即3―甲基胺―茜素―二乙酸（ALC），在pH為4.1的乙酸鹽緩沖介質(zhì)中，能與氟離子和硝酸鑭反應(yīng)，生成藍(lán)色ALC-La-F三元絡(luò)合物，色度與氟離子濃度成正比，于620nm測定吸光度。測定范圍0.05～1.8mg/L。

②干擾及消除辦法：根據(jù)反應(yīng)原理，凡是對ALC-La-F三元體系的任何一個成分存在競爭反應(yīng)的離子，均會產(chǎn)生干擾。比如Pb2+、Zn2+、Cu2+、Co2+等能與ALC反應(yīng)生成紅色螯合物；Al3+、Be2+等與F-生成穩(wěn)定的絡(luò)離子。當(dāng)這些離子超過容許濃度時，水樣應(yīng)進(jìn)行預(yù)蒸餾。

③影響實驗的因素

顯色的適宜pH值、顯色的介質(zhì)、緩沖溶液、加入試劑的順序、顯色以及穩(wěn)定時間等均會對該分析方法的靈敏度、穩(wěn)定性有重要的影響。

4.3離子色譜法

水樣采集后，經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾，測定前將水樣按比例與淋洗液混合，使碳酸鈉與碳酸氫鈉濃度分別為0.0024mol/L和0.003mol/L，以除去負(fù)峰干擾。進(jìn)樣后經(jīng)導(dǎo)電檢測器檢測，根據(jù)出峰保留時間定性，根據(jù)峰值與標(biāo)準(zhǔn)溶液比較定量。本方法可以同時測定F-、Cl-、NO2-、Br-等的濃度，適用于連續(xù)測定天然水中上述陰離子的含量。測定濃度范圍為0.06～10mg/L。