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江苏海普功能材料有限公司

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含氟废水如何处理?——吸附+工艺

             来源:江苏海普功能材料有限公司 阅读:400 更新时间:2021-07-23 09:31

在地壳中,氟含量为544ppm,是丰度第13位的元素。氟主要是以萤石(CaF2)、氟磷酸钙(Ca10F2(PO4)6)、冰晶石(Na3AlF6)等化合物的形式存在于自然界中。岩石、矿物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要来源。

工业生产过程中,也会排放大量的含氟废气、废液和废渣,造成工业氟污染的氟化物主要来源于冶金工业的炼铝、炼钢,化学工业的磷肥和氟塑料生产,硅酸盐工业的砖瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生产,电力工业的燃煤发电。

废气和废液会直接污染环境,而含氟废渣也会成为间接的氟污染源。这些含氟废气、废液和废渣的特点是排放集中,引起周边人、畜中毒,引发地方性氟病。

含氟废水的处理方法有多种,国内外常用的方法大致分为两类——沉淀法和吸附法。

除这两类方法外,还有离子交换树脂除氟法、超滤膜法、电凝聚法、电渗析法,由于成本高和除氟率低等原因,这些方法至今很少推广应用于常用除氟工艺。

 

一、化学沉淀法

对于高浓度含氟水(氟离子浓度大于20mg/L),一般采用石灰或电石渣沉淀法,利用石灰中的钙离子与氟离子生成氟化钙沉淀而去除氟离子。化学沉淀法具有原理简单、处理方便、成本低、效果好的特点,目前广泛应用于处理高浓度的含氟水。但在一定程度上存在设备庞大、处理后出水很难达标、沉渣沉降缓慢且脱水困难等缺点,常常需要添加氯化钙或其他混凝剂,使沉淀加速。

 

二、混凝沉淀法

该方法是将酸、碱含铜废液经由第一次中和、离心过滤、再次中和结晶,以及筛滤与脱水等作程序而制得具有较高品质硫酸铜的方法。这种方法得到了产品硫酸铜,产品附加值比铜泥高。但废液中的铜以硫酸铜的形式回收之后,废水也需要排放,污染环境。

 

三、混凝沉淀法

对于低浓度含氟水(氟离子浓度小于20mg/L),一般采用混凝沉降法,利用混凝剂在水中形成带正电的胶粒吸附水中的F-,使胶粒相互并聚为较大的絮状物沉淀,以达到除氟的目的。混凝沉降法具有药剂投加量少、处理水量大等优点,但一般只适用于含氟较低的水处理,如果要取得更好的效果则需要与其他方法联合使用。

但除氟效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等阴离子浓度的影响较大。近年来随着化学和水处理工业的不断发展,很多高效的混凝除氟剂不断涌现,使强化混凝技术重现生机,随着传感技术和自动控制技术的应用,实时控制混凝剂的投加量已成为可能。

 

四、海普定制化处理工艺

江苏海普功能材料有限公司开发的吸附+(HAP工艺)可对废水或废酸中的氟离子进行选择性吸附并富集到吸附材料中,从而实现分离氟离子的目的,吸附出水氟含量大大降低,满足后续步骤相关要求。

海普HAP工艺在对料液调节pH后先过滤处理,将其中的悬浮物和细小颗粒物截留,防止杂质进入吸附材料中,影响吸附性能。

过滤后的料液再进入装有特种吸附材料的吸附塔进行吸附,吸附饱和后,对吸附材料进行脱附再生处理,吸附材料再生后可重复使用,吸附出水料液由客户后续回收处理,高浓度脱附液客户自行除氟处理。

图1 工艺流程图

 

五、案例介绍

安徽某新材料科技有限公司经营范围包括前驱体、正极材料及新能源材料的研发、生产、加工、销售。企业生产过程中产生的硫酸锂料液需要进行除氟处理,针对该料液的特点、难点和处理要求,选用我公司相关专用吸附材料对该料液进行吸附处理,出水能满足客户要求,废水设计指标如下表。

废水设计参数表

 

实验室小试吸附处理数据

 

 

处理效果外观图:

图2 左为原水、右为吸附出水

 

该废水经前处理调节pH至4左右后,再经特种吸附剂吸附处理后,氟含量在1ppm以内,满足客户要求;.吸附剂经过多批次吸附脱附试验测试,其结果表明吸附性能稳定可靠;

该HAP工艺整体项目采用PLC程序自动控制,对吸附装置的温度、压力及液位等参数实时监控,实现全程自动化操作, 且PLC与上位机通信,便于生产中掌握装置运行情况:

(1)配备的独立操作控制柜,便于管理及日常维护;

(2)机泵的控制:机泵与对应储罐液位计联动,随储罐液位的高低而动作;且每台电机均设置现场操作柱,根据需要现场可切换手动/自控操作模式。

(3)吸附系统的自动控制:水泵与自控阀门根据温度压力及运行时间等流程进行自动切换;

(4)吸附系统的手动控制:为应对偶然情况需单个设备动作,中央控制台兼有手动系统,即各台设备的控制兼有独立性,可不与其它设备关联。

(5)逻辑控制图包含吸附和脱附模块,吸附模块具备手动、自动、停止、启动等功能,脱附模块具备结束、暂停、恢复、停止、脱附启动等功能。

(6)所有的泵、阀在上位机中有手动控制和自动控制两种操作模式,可以实现对单台泵、阀门的控制。

 

 

六、吸附法的优点

1.有效降低出水中氟离子浓度,可保证出水达标排放或满足后续工艺的运行要求;

2.采用特种改性的吸附材料,吸附容量大,设备投资少,运行费用低;

3.工艺流程简单,可实现全程自动化操作,操作维护方便;

4.可实现多层布置,占地面积小,安装周期短;

 

 

 

 

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