工業(yè)含氟廢水脫氟處理工藝
摘 要：本污水處理系統(tǒng)處理對(duì)象為工業(yè)含氟廢水，采用混凝沉降聯(lián)合離子交換工藝對(duì)廢水進(jìn)行脫氟處理，處理效果好具有較強(qiáng)適應(yīng)性，可滿足水質(zhì)、水量的變化。
關(guān)鍵詞：含氟廢水；混凝沉降；離子交換
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)向好，我國(guó)大型鋼鐵集團(tuán)根據(jù)市場(chǎng)需求適時(shí)調(diào)整產(chǎn)量和產(chǎn)品，增加高效益產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售規(guī)模，不斷激發(fā)鋼鐵板塊創(chuàng)效能力。與此同時(shí)，也出現(xiàn)了新的環(huán)境問(wèn)題，這其中危害最為嚴(yán)重的是生產(chǎn)系列衍生化學(xué)品過(guò)程中所產(chǎn)生的含氟廢水。就一般情況而言，鋼鐵衍生化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程中排放出的含氟廢水中的F-濃度從幾十到幾千ppm 不等。過(guò)量F-的排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，危害動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)，對(duì)人體健康也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，工業(yè)含氟廢水除氟工藝研究一直是環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。
目前，國(guó)內(nèi)外處理含氟工業(yè)廢水的主要方法化學(xué)沉淀法、混凝沉降法、吸附法、電凝聚法、反滲透法、離子交換法、電滲析法和膜分離法等。這其中，應(yīng)用較為廣泛的工藝方法是吸附法和混凝沉淀法。本文主要介紹了采用混凝沉降聯(lián)合離子交換工藝處理含氟廢水的工程實(shí)例。
1 工程概況
該工程為某鋼鐵集團(tuán)公司焦化廢水除氟處理項(xiàng)目，設(shè)計(jì)每天運(yùn)行24小時(shí)，污水處理裝置年運(yùn)行按照8400小時(shí)設(shè)計(jì)，處理量為520m3/h。
設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。
注：氯離子絕對(duì)升高濃度不超過(guò)200mg/L。其它生物脫氮系統(tǒng)出水指標(biāo)無(wú)影響，包括COD，氨氮、總氰化物、酚、氰、油，總氮等
2 工藝流程
本技術(shù)方案主要考慮含氟廢水處理工藝處理，使其達(dá)標(biāo)排放。廢水中主要污染物為：F-、酸、堿等。本工程F 離子濃度為100mg/l，考慮采用鈣法化學(xué)混凝沉淀法反應(yīng)除氟？紤]到反應(yīng)后形成的CaF2 較難沉淀，因此本工程采用“鈣法+高密度沉淀池工藝+過(guò)濾+離子交換法深度除氟工藝”整體工藝路線，從而達(dá)到工業(yè)廢水氟離子的排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 工藝流程圖
2.2 工藝流程說(shuō)明
（1）調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，保證進(jìn)水的均勻，避免造成后續(xù)負(fù)荷沖擊。
（2）混凝反應(yīng)+高密度澄清池系統(tǒng)
混凝反應(yīng)主要作用是通過(guò)調(diào)節(jié)PH 值后投加藥劑，以去除氟離子，高密度澄清池主要作用是降低原水中的懸浮物及部分有機(jī)物，同時(shí)結(jié)合加藥，可有效降低原水中的氟離子。它是集混凝、反應(yīng)、沉淀為一體的高效水處理設(shè)施。高密度澄清池由混合單元區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀及濃縮區(qū)和斜管分離區(qū)組成。濃縮區(qū)部分污泥自濃縮區(qū)用污泥泵排至污水處理廠污泥系統(tǒng)，部分循環(huán)至反應(yīng)池入口。
（3）過(guò)濾池
濾池主要是利用細(xì)孔性填料層（采用活性氧化鋁填料）截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清過(guò)濾的工藝過(guò)程，可去除2~5μm 以上的顆粒，以保證系統(tǒng)產(chǎn)水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。過(guò)濾濾池是快濾池的一種形式，因?yàn)槠錇V料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料，故而也稱之為均粒濾料濾池。
（4）緩存池
主要是儲(chǔ)存過(guò)濾池產(chǎn)水，以便過(guò)濾池反洗及維后續(xù)離子交換提供動(dòng)力。
（5）離子交換法深度除氟系統(tǒng)
利用離子交換樹脂針對(duì)陰離子的吸附原理，進(jìn)一步降低廢水中的氟離子，以保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
通常采用的離子樹脂有凝膠型和大孔型兩種。
凝膠型樹脂是高分子骨架結(jié)構(gòu)，無(wú)水狀態(tài)下內(nèi)部無(wú)毛細(xì)孔。遇水后，凝膠型樹脂濕潤(rùn)膨脹，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)微小的孔隙，我們稱之為顯微孔。濕潤(rùn)樹脂的平均孔徑為2～4nm（2310－6～4310－6mm），直徑一般為0.3～0.6nm。凝膠型樹脂較適合用于吸附無(wú)機(jī)離子，但不能吸附大分子有機(jī)物質(zhì)。
大孔型樹脂是多孔海綿狀骨架結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)部有大量的永久存在的微細(xì)孔和大網(wǎng)孔。遇水濕潤(rùn)后，大孔型樹脂的孔徑可達(dá)100～500nm，孔道表面積可超過(guò)1000m2/g。此樹脂內(nèi)部的孔隙多、表面積大、活性中心多、離子擴(kuò)散速度快，對(duì)比凝膠型樹脂離子，它的交換速度快約10 倍。大孔樹脂的優(yōu)點(diǎn)還有：耐熱耐冷、耐溶脹，耐氧化，耐磨損，不易碎裂。不僅如此，而且由于它對(duì)有機(jī)大分子較易吸附，因而抗污染力強(qiáng)，并且易再生，本項(xiàng)目中采用大孔型樹脂。
（6）污泥濃縮池
用于系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和渣，通過(guò)進(jìn)一步濃縮后再通過(guò)污泥壓濾機(jī)脫水，泥餅外運(yùn)處理，壓濾液回中間池進(jìn)一步處理。
3 構(gòu)筑物清單
本項(xiàng)目廢水處理站主要構(gòu)筑物，見表2。
4 結(jié) 語(yǔ)
本方案依據(jù)焦化廠含氟廢水的特性，采用混凝沉降聯(lián)合離子交換工藝處理含氟廢水，在保證廢水出水達(dá)標(biāo)的前提下，最大限度地降低離子交換樹脂的負(fù)荷，大大降低了噸水處理成本、提高了工程使用壽命，能夠?yàn)槲覈?guó)含氟廢水處理的設(shè)計(jì)提供借鑒。
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