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        江蘇海普功能材料有限公司

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        含氟廢水如何處理?——吸附+工藝

                     來源:江蘇海普功能材料有限公司 閱讀:3705 更新時間:2021-07-23 09:31

        在地殼中,氟含量為544ppm,是豐度第13位的元素。氟主要是以螢石(CaF2)、氟磷酸鈣(Ca10F2(PO4)6)、冰晶石(Na3AlF6)等化合物的形式存在于自然界中。巖石、礦物及土壤中的氟是地表水和地下水中氟的主要來源。

        工業生產過程中,也會排放大量的含氟廢氣、廢液和廢渣,造成工業氟污染的氟化物主要來源于冶金工業的煉鋁、煉鋼,化學工業的磷肥和氟塑料生產,硅酸鹽工業的磚瓦、陶瓷、玻璃、耐火材料的生產,電力工業的燃煤發電。

        廢氣和廢液會直接污染環境,而含氟廢渣也會成為間接的氟污染源。這些含氟廢氣、廢液和廢渣的特點是排放集中,引起周邊人、畜中毒,引發地方性氟病。

        含氟廢水的處理方法有多種,國內外常用的方法大致分為兩類——沉淀法和吸附法。

        除這兩類方法外,還有離子交換樹脂除氟法、超濾膜法、電凝聚法、電滲析法,由于成本高和除氟率低等原因,這些方法至今很少推廣應用于常用除氟工藝。

         

        一、化學沉淀法

        對于高濃度含氟水(氟離子濃度大于20mg/L),一般采用石灰或電石渣沉淀法,利用石灰中的鈣離子與氟離子生成氟化鈣沉淀而去除氟離子?;瘜W沉淀法具有原理簡單、處理方便、成本低、效果好的特點,目前廣泛應用于處理高濃度的含氟水。但在一定程度上存在設備龐大、處理后出水很難達標、沉渣沉降緩慢且脫水困難等缺點,常常需要添加氯化鈣或其他混凝劑,使沉淀加速。

         

        二、混凝沉淀法

        該方法是將酸、堿含銅廢液經由第一次中和、離心過濾、再次中和結晶,以及篩濾與脫水等作程序而制得具有較高品質硫酸銅的方法。這種方法得到了產品硫酸銅,產品附加值比銅泥高。但廢液中的銅以硫酸銅的形式回收之后,廢水也需要排放,污染環境。

         

        三、混凝沉淀法

        對于低濃度含氟水(氟離子濃度小于20mg/L),一般采用混凝沉降法,利用混凝劑在水中形成帶正電的膠粒吸附水中的F-,使膠粒相互并聚為較大的絮狀物沉淀,以達到除氟的目的?;炷两捣ň哂兴巹┩都恿可?、處理水量大等優點,但一般只適用于含氟較低的水處理,如果要取得更好的效果則需要與其他方法聯合使用。

        但除氟效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中CO32-、SO42-、Cl-等陰離子濃度的影響較大。近年來隨著化學和水處理工業的不斷發展,很多高效的混凝除氟劑不斷涌現,使強化混凝技術重現生機,隨著傳感技術和自動控制技術的應用,實時控制混凝劑的投加量已成為可能。

         

        四、海普定制化處理工藝

        江蘇海普功能材料有限公司開發的吸附+(HAP工藝)可對廢水或廢酸中的氟離子進行選擇性吸附并富集到吸附材料中,從而實現分離氟離子的目的,吸附出水氟含量大大降低,滿足后續步驟相關要求。

        海普HAP工藝在對料液調節pH后先過濾處理,將其中的懸浮物和細小顆粒物截留,防止雜質進入吸附材料中,影響吸附性能。

        過濾后的料液再進入裝有特種吸附材料的吸附塔進行吸附,吸附飽和后,對吸附材料進行脫附再生處理,吸附材料再生后可重復使用,吸附出水料液由客戶后續回收處理,高濃度脫附液客戶自行除氟處理。

        圖1 工藝流程圖

         

        五、案例介紹

        安徽某新材料科技有限公司經營范圍包括前驅體、正極材料及新能源材料的研發、生產、加工、銷售。企業生產過程中產生的硫酸鋰料液需要進行除氟處理,針對該料液的特點、難點和處理要求,選用我公司相關專用吸附材料對該料液進行吸附處理,出水能滿足客戶要求,廢水設計指標如下表。

        廢水設計參數表

         

        實驗室小試吸附處理數據

         

         

        處理效果外觀圖:

        圖2 左為原水、右為吸附出水

         

        該廢水經前處理調節pH至4左右后,再經特種吸附劑吸附處理后,氟含量在1ppm以內,滿足客戶要求;.吸附劑經過多批次吸附脫附試驗測試,其結果表明吸附性能穩定可靠;

        該HAP工藝整體項目采用PLC程序自動控制,對吸附裝置的溫度、壓力及液位等參數實時監控,實現全程自動化操作, 且PLC與上位機通信,便于生產中掌握裝置運行情況:

        (1)配備的獨立操作控制柜,便于管理及日常維護;

        (2)機泵的控制:機泵與對應儲罐液位計聯動,隨儲罐液位的高低而動作;且每臺電機均設置現場操作柱,根據需要現場可切換手動/自控操作模式。

        (3)吸附系統的自動控制:水泵與自控閥門根據溫度壓力及運行時間等流程進行自動切換;

        (4)吸附系統的手動控制:為應對偶然情況需單個設備動作,中央控制臺兼有手動系統,即各臺設備的控制兼有獨立性,可不與其它設備關聯。

        (5)邏輯控制圖包含吸附和脫附模塊,吸附模塊具備手動、自動、停止、啟動等功能,脫附模塊具備結束、暫停、恢復、停止、脫附啟動等功能。

        (6)所有的泵、閥在上位機中有手動控制和自動控制兩種操作模式,可以實現對單臺泵、閥門的控制。

         

         

        六、吸附法的優點

        1.有效降低出水中氟離子濃度,可保證出水達標排放或滿足后續工藝的運行要求;

        2.采用特種改性的吸附材料,吸附容量大,設備投資少,運行費用低;

        3.工藝流程簡單,可實現全程自動化操作,操作維護方便;

        4.可實現多層布置,占地面積小,安裝周期短;

         

         

         

         

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