氟的氧化性很强,强过地球上所有已知的单质。就冲着这特性也知道工业里少不了氟,氟化物常出现在冶金工业、化学工业、硅酸盐工业以及电力工业,也混进了这些工业排放的废水里。
假如没能让这些氟化物从废水里消失,那迟早有人要出问题,因为氟能破坏人体钙、磷的正常代谢,并能抑制某些酶的活性。含氟牙膏对成年人没事,但千万别给小朋友用 国家《氟化物污水综合排放标准》规定的一级标准里,氟浓度要低于10mg才算达标,为了让氟从废水里消失,水处理领域有一套完整的方法。
氟在水中以氟离子(F)的形式存在,离子浓度大于20mg/L的就算高浓度含氟水了,需要投加石灰或者电石渣,请出里面的钙离子缠住氟离子形成氟化钙沉淀。 这种方法大开大合,简单、便宜、效果显著,普遍适用于大规模高浓度含氟废水的处理,但是很难一步到位,处理完了氟化物依旧容易超标。
超标的原因是氟化钙本身具有一定的溶解性,溶度积常数为17x10^(-10),即便把pH飙到13,理论氟离子浓度依然超过10mg/L的排放标准,并且还会与氢氧化钙共溶,实际氟离子浓度只会更高。
可以改进一下,投加钙盐的时候顺便再加点料,比如磷酸盐,并把pH调成中性,这样就能生成溶度积常数更低的氟磷酸钙,至于磷酸盐浓度,多做点小试就有了。
也可以进行二次处理,比如混凝沉淀,这也是业内处理低浓度含氟废水(浓度小于20mg/L)的主要方法,因为混凝剂入水后形成的胶体带正电,氟离子自带负电荷,就这么吸过去了。
这种方法需要一个碱性环境才好使,因为偏酸性的根离子大多带正电荷,会给絮凝剂捣乱,用在一级处理时pH要达到11,用于二级处理时可以低一点,只要9.5就够了。
混凝沉淀除氟效果不太稳定,搅拌不足或者沉降时间太短都会带来负面影响,而且既然酸性根离子能吸引走氟离子,那水里的其他阴离子也会见缝插针往絮凝剂那里钻,阴离子太多的话氟离子就没位置了。
钙盐沉淀 混凝沉淀的组合拳已经可以让氟离子浓度达标了,如果依日担心不保险或者对出水有更高要求,那还有一招物理吸附,把吸附剂装入填充柱,采用动态吸附方式,管他pH还是阴阳离子有什么影响,就是吸,除氟效果稳得不行!
能当吸附剂的材料有很多,活性氧化铝、骨炭、沸石、膨润土、活性炭、羟基磷灰石、氧化锆等,能把氟离子浓度降到1mg/L以下。