含氟废水的处理方法精选(九篇)

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第1篇：含氟废水的处理方法范文

某些特定行业在生产中会产生含氟废水，对含氟废水需降氟处理达到国家控制标准后方可排放，对氟含量高的废水单一处理方式难以满足控制要求，采用加入钙盐、絮凝等多种处理工艺联合使用可在较低成本下达标排放。本文对废水除氟常用方法进行阐述，并重点就高含氟废水处理工艺路线选择进行分析，以供实际使用时参考。

关键词：

废水处理；含氟废水；沉淀

1引言

涉及含氟原料的化工生产中产生废水会含有一定量的氟离子，如核燃料化工、化肥农药生产、电镀、含硅制品（铝合金、半导体）的蚀刻化学抛光等。依据国家污水排放要求，氟离子浓度应控制在不高于10mg/L方可直接排放，因此必须采用相关除氟工艺进行处理。含氟废水的处理方式主要有化学沉淀、吸附处理、离子交换、蒸发浓缩、膜分离等方法，由于吸附处理和离子交换处理氟离子能力有限仅适用于低氟含量的废水处理，蒸发浓缩处理废水量不大且耗能严重，膜分离法设备投入成本大且难以一次处理即可达标，因此含氟量高的废水处理工业应用主要通过沉淀处理及其他工艺方法辅助来实现。

2高浓度含氟废水的处理

处理含氟废水工业应用的主要方法是化学沉淀法，工艺采用向废水中加入沉淀剂与氟离子生成氟化沉淀物，再经过滤去降低氟含量，此方法处理能力大、消耗费用小尤其适用于高浓度的含氟废水的处理。由于沉淀物的颗粒性质、溶解度高等原因，仅仅通过沉淀法时常造成处理后的废水氟含量大于10mg/L需要再次处理，为实现控制标准的要求，处理过程需要涉及以下几个方面。

2.1化学沉淀处理

控制适宜温度，在充分搅拌下向含氟废水中加入沉淀剂，主要是含钙试剂如熟石灰，利用钙离子与氟离子生成氟化钙沉淀使氟含量去除。在熟石灰除氟通过控制熟石灰过剩量、沉淀pH值、补加钙离子等方式控制可有效地将氟含量进行降低。石灰价廉易得过量使用对环境影响不大，因此得到广泛地应用。由于氢氧化钙溶解度低钙离子在溶液中溶解量不大，与氟离子生成的氟化钙包覆于氢氧化钙表面阻碍反应的继续进行，再加上氟化钙的溶度积限制，单纯采用熟石灰方法即使过量许多也难以一次处理达标。考虑氯化钙的溶解度大，可在使用熟石灰的同时补加一定量的氯化钙或加入盐酸溶解氢氧化钙产生钙离子的方式提高去除氟离子的能力。使用其他的沉淀剂如电石渣、镁盐、磷酸盐也有相关实验研究。电石渣主要成分也是氢氧化钙，它是乙炔等生产时的废渣，处理时生成的氟化钙晶体较好，沉降快。氟化镁、钙的磷酸盐与氟产生的沉淀物的溶解度都比氟化钙更低，因此去除氟离子的能力更强一些。

2.2絮凝沉淀处理

絮凝沉淀使用的絮凝剂分为无机絮凝剂（铝盐、铁盐）和有机絮凝剂（聚丙烯酰胺）。氯化铁、氯化铝、硫酸铁、硫酸铝是早期工业生产中的经常应用的絮凝剂，其后开发出了相似的聚合化合物和有机高分子絮凝剂。在使用时生成相关金属的氢氧化物絮体，比表面积大与氟离子可发生物理吸附和化学吸附，能够大幅度的降低氟离子含量。絮凝剂可在使用熟石灰后加入，对氟化钙细小颗粒进行凝聚改善沉淀物的沉降效果，有利于过滤。聚丙烯酰胺（PAM）是有机高分子絮凝剂，在水溶液中溶解度好，无腐蚀作用，并且不会在处理过程中增加金属离子污染物。其在投入化学试剂沉淀后加入或与无机絮凝剂一起联合使用，起到的主要作用有：（1）絮凝作用，溶液中颗粒表面的带电电荷是造成颗粒难以凝聚完全的原因,加入表面电荷相反的PAM使带电颗粒中和凝聚；（2）吸附架桥，PAM分子链长可固定在不同的颗粒表面上使颗粒之间架桥聚集沉降；（3）表面吸附，PAM分子上各种极性基团对临近的颗粒进行吸附；（4）增强作用，PAM分子链通过机械、物理、化学等作用与颗粒物牵连形成网状。PAM有多种类型，依据离解基团的特性分为阴离子型（如-COOH）阳离子型（如-NH3OH,-NH2OH)和非离子型等，在使用时根据环境需要进行选择。无机絮凝剂在使用过程中耗量较大，合成的高分子絮凝剂用量少、絮凝速度快，其他的絮凝剂有天然生物高分子絮凝剂,如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等,是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质,絮凝活性低,用于絮凝净化效果不理想一般无在含氟废水处理应用。

3不同类型废水可采用的处理工艺

化工生产中的高含氟废水根据酸碱度的不同分为：酸性废水、碱性废水和中性废水。某化工厂就含有此类废水，其中酸性废水主要成分是氢氟酸和盐酸或硝酸，碱性废水主要成分氟化铵和氨水，对其可采用的处理方法分类讨论如下。

3.1酸性废水

酸性废水含氟量高，主要以氢氟酸形式存在，此类废水直接加入熟石灰进行中和反应，当废水中含有盐酸时可生成氯化钙，因此钙离子含量高除氟比较彻底，但氟化钙晶体颗粒度不好需加入PAM絮凝，絮凝沉淀后通过压滤机压滤或离心机过滤，分离后固体氟化钙干燥后收集存储，废水达标排放。

3.2碱性废水

碱性废水主要成分为氟化铵，其中含部分氨水，加入熟石灰也可生成氟化钙，但由于碱度大钙离子含量低难以将氟离子降低至排放标准。可在加入熟石灰的同时加入氯化钙或部分盐酸酸化产生氯化钙，盐酸酸化有利于最终废水调至中性后排放，直接加氯化钙有利于保持溶液碱度进行蒸氨处理，可根据需要具体选定。为保证除氟效果，在增加钙离子的同时加入少量铝盐，铝盐在碱性下沉淀通过交换吸附、络合等作用使氟离子含量进一步降低，再加入PAM充分絮凝，过滤分离氟化钙后排放废水。

4结论

含氟废水可通过加入钙盐沉淀剂、铝盐辅助、PAM絮凝等方式进行处理，对不同类型废水根据情况可适当调整处理工艺，能够将废水氟含量降低至满足国家标准要求。在实际生产处理中需要在保证氟含量的同时考虑处理成本和控制氟化钙晶体颗粒以满足分离需要，采取多种处理工艺联合使用可有效满足控制需要。

参考文献：

[1]朱顺根.含氟废水处理[J].化学世界,1990,31(07):293-296.

[2]张玲,薛学佳,周钰明.含氟废水处理的最新研究进展[J].化工时刊,2004,18(12):16-18.

[3]王宝泉,鲁春峰,周龙宝.氟化盐厂含氟废水治理的试验研究[J].西安建筑科技大学报,1998,30(04):321-327.

第2篇：含氟废水的处理方法范文

【关键词】氟；污染物；控制方法；综合利用

1前言

氟是人体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，主要的含氟矿物有萤石（CaF2）、磷灰石等。在工业生产过程中，氟污染物是以各种形态的氟化物排出的。由于其巨大的危害性，目前我国环保标准对于大气、水体以及工业生产车间中有关于含氟量的相应规定[1]。本文对目前含氟废气和废水的治理、氟污染物物综合利用现状及进展情况进行了综述。

2 氟的基本性质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。氟是一种极其活泼的元素，在元素周期表中列第九位，常温下为淡黄色气体，其原子量为18.9984，比重1.31，在自然界中的分布度占第16位。

含氟矿物广泛应用于工业生产，以其为主要原料或辅助原料的工业生产中，氟将从矿物中分解而进入环境，造成氟污染。一般来说，工业生产中氟的污染物控制可以从两方面着手，首先是降低生产用原料中的含氟量，这样就可以减少生产过程中氟的排放量，从而从生产源头控制氟污染；二是控制氟的排放，对派出的含氟物质通过物理、化学等手段进行收集，将其转化为稳定的含氟化合物并以此作为产品，从而以消除其对环境的影响。通常所说的氟污染控制主要是通过降低氟的排放量并将其充分回收利用，从而产生更好的经济效益。

3 氟污染的治理

3.1大气氟污染治理工艺

3.1.1干法除氟

顾名思义干法除氟主要是针对含氟气体的，利用碱性氧化物固体表面的理化性质，将含有利用HF、SiF4含氟污染物的气体进行吸附，然后再利用烟气除尘技术使之去除。按吸附剂的不同干法除氟可以划分为Al2O3法、CaO 法和CaCO3法等多种方面，其中Al2O3法在铝电解行业中广泛使用。干法除氟具有工艺简单、操作方便、除氟效率高（可达98%）、不存在废水二次污染等优点，其缺点是含氟物质很难加以利用。

3.1.2酸法除氟

酸法除氟是在液相中完成的，其工艺一般是采用水做吸收剂，含氟物质和水反应生成氢氟酸和氟硅酸，生成的含氟吸收液达到一定浓度以后再加以回收利用或中和处理。为了提高吸收效率，一般酸法除氟工艺采用二级或三级串联吸收工艺，吸收塔有文氏塔、填料塔等多种选择。该法具有除氟效率高、操作弹性大、吸收剂价廉易、经济效益好等优点。

3.1.3碱法除氟

碱法除氟是采用含碱性物质的吸收液吸收烟气中含氟物质的方法，常用的碱性物质有NH4OH、NaOH、Na2CO3等。碱法除氟一般采用二级吸收并结合廉价的石灰做中和剂，其优点是工艺成熟、除氟效率高等，但同时也存在设备结垢的问题。

3.2含氟废水的处理

3.2.1传统处理方法

工业上，相关矿业的开采、电解铝、有色金属和电子行业的生产中常常会排放不同浓度的含氟废水，因此造成严重的环境污染，按照国家的环保要求，必须处理达标后才能排放。目前含氟废水的处理方法有吸附法、化学沉淀法、离子交换法、混凝沉淀法等[2-4]。根据废水中含氟浓度的高低，其处理方法也各有不同，具体见表3-1。

3.2.2含氟废水处理的最新进展

除此之外，近年来含氟废水处理方法又出现了电凝聚法、电渗析法、液膜分离法及絮凝法等新的处理手段。值得一提的是，随着材料科技的发展，絮凝剂加入到含氟废水的处理中，采用的化学沉淀絮凝法处理不但除氟效果好，速度快，而且成本低廉，易于推广。下面就介绍几种含氟废水最新的处理方法。

3.2.2.1电凝聚法

电凝聚法一般用于处理低含量的含氟废水，其原理是将电极置于含氟废水中，通直流电，使电极电离出铝镁金属离子的活性絮状沉淀来吸附含废水中的氟离子。该法处理后无污染，且设备简单，可连续生产。

3.2.2.2电渗析法

在外加电场的作用下，电渗析法通过用选择透过性膜，使氟离子及水中其它矿物离子都被迁移而除去。这种方法操作简单，除去氟离子同时也能除去其他金属矿物离子。

3.2.2.3液膜法

液膜法就是由一种表面活性剂构成膜溶液，隔开两个不混溶相，使得料液定的离子通过液膜被萃取到反萃相中。本法对离子有高选择性，速度快，处理量大，而且能处理稀溶液。

3.2.2.4絮凝法

絮凝法一般结合化学沉淀法，在其沉淀的基础上加入天然高分子絮凝剂，使得含氟絮状沉淀更高效的沉降，从而达到快速除去水中含氟物质的作用。

3.3氟污染的回收利用

3.3.1稀土冶炼过程中含氟气体的综合利用

在稀土的湿法冶炼中，氟以不同形式存在于中间产品或废气、废水、废渣中。硫酸焙烧是用于稀土精炼常用的工艺，通过焙烧烟气中含有很高的含氟物质，这些含氟烟气先经沉渣室和焦子塔除去部分烟尘和硫酸雾，然后经两级吸收将烟气中大部分的氟及硫酸吸收掉，残余的硫酸雾、氟以及部分二氧化硫由第三级吸收塔的碱性吸收液洗涤净化，净化后烟气需经除雾后排出。

3.3.2磷化工行业中氟的综合利用

在湿法磷酸及磷肥生产过程中，当用硫酸分解磷矿粉时，氟将以气体HF和SiF4的形式大量逸出，对环境危害极大，如能有效利用这部分氟资源，则不但解决了磷化工行业污染排放问题，更能有效缓解我国氟资料紧张状况，达到一举两得的目的。

1）以氟硅酸为原料生产氢氟酸。

氟硅酸最具开发前景的方向是生产氢氟酸和无水氟化氢。由氟硅酸生产氟化氢的工艺路线由氟硅酸转化的氟化物不同而生产工艺各异。但是这种工艺存在诸如硫酸耗量大、氟硅酸加热氟损失、设备投资大、设备腐蚀严重等问题。

2）云天化国际湿法磷酸复产氟硅酸生产氢氟酸联产白炭黑工艺。 湿法磷酸生产副产大量的氟硅酸，利用氟硅酸作为中间产品，可以生产白炭黑、氟化铵、氟化氢铵等多种产品，过程分多步进行。这套工艺的关键在于控制每一步的氨化条件，调整白炭黑聚集体形貌与比表面积，从而生产出高活性的白炭黑。此外氟硅酸中氟资源全部转化为高附加值的氢氟酸产品，使得这套工艺具有良好的经济效益，为磷化工循环经济开辟了新的路子[5]。

4 结束语

由于氟污染有其巨大的危害性，氟的污染问题日益受到人们的关注，针对氟气体污染物、含氟液体污染物的不同，氟污染的治理工艺也有所不同。

1）气体除氟工艺主要分为干法和湿法，而湿法工艺又由于吸收剂性质的不同分为酸法和减法两种除氟工艺，其具有除氟效率高、成本低廉的优势。

2）在处理含氟废水方面，根据废水中含氟浓度的高低，传统的处理方法有化学沉淀法、离子交换法、混凝沉淀法等。近年来又出现了电凝聚法、电渗析法、液膜分离法及絮凝法等新的处理手段。

3）氟污染物综合利用方面，重点介绍了磷肥生产过程中的氟废气的综合利用，其主要利用途径是将生产过程中排放的HF和SiF4气体先用水吸收制成氟硅酸溶液，以此为中间产品进一步制取相应的高附加值氟化工产品，对于提高企业自身的经济效益和市场竞争力起到巨大的推动作用。

【参考文献】

[1] 杨.大气氟污染治理技术.城市环境与城市生态[J]， 2000，13（6）：35-38.

[2] 刘咏，龙炳清，赵仕林.稀土矿石湿法冶炼中氟污染的治理技术探讨.甘肃环境研究与检测[J]，2001，14（1）：58-63.

[3] 张玲，薛学佳，周钰明.含氟废水处理的最新研究进展.化工时刊[J]，2004，18（12）：16-18.

第3篇：含氟废水的处理方法范文

关键词：氟；化工废水；钙盐沉淀；混凝沉淀

氟是人体内重要的微量元素，是牙齿及骨骼不可缺少的成分。但过量摄入会引发氟骨症和氟斑牙等中毒症状。我国有将近1亿人生活在高氟水地区，目前在我国氟受害者多达几千万人，除个别地区是由于自然因素外，大量的高氟工业废水的排放是主要因素之一。我国现行的《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定排放水中F-的质量浓度不超过10mg・L-1，而一般条件下氟化钙的溶解度为8.9mg・L-1，因此，处理含氟工业废水的难度较大，很难稳定地控制出水中F-的质量浓度小于10mg・L-1。

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，即沉淀法和吸附法。目前，对于高浓度含氟工业废水，一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰乳，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水。对于高浓度的含氟废水，为保证出水质量，往往需进行两步处理，先用石灰进行沉淀，使氟含量降低到20～30mg・L-1，继而用吸附剂处理使氟含量降到10mg・L-1以下[1]。

文章结合化学沉淀和絮凝沉淀，在钙盐沉淀的基础上，从配合不同铝盐混凝沉淀以及碱的种类等多种因素上考虑，对福建某化工厂含氟废水进行小试实验，发现采用NaOH调节废水pH，以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC的混凝沉淀作用，出水氟离子浓度小于4mg・L-1，达到排放标准，效果稳定。

1 试验部分

1.1 试剂与仪器

JJ-4六联电动搅拌器，PHS-25型pH计（上海雷磁厂），PXS-270型离子活度计（上海雷磁厂），E-201-C型pH电极，PF-1型氟电极，217型双盐桥甘汞电极。

Ca（OH）2配制成10%乳液，CaCl2、PAC、Al2（SO4）3配制成10%溶液。NaF（分析纯）105℃～l10℃烘干2小时后干燥器中保存，配制成所需的不同浓度的含氟水溶液，用于标定氟离子电极。试验所用废水为福建某化工厂含氟工业废水，该化工厂是集萤石开采、加工、氟化物生产销售为一体的氟化工公司，主要产品有氟化氢、氟化氢铵、氟化铵等氟化盐。

1.2 试验方法

取一定量的含氟废水，氟离子浓度为975～1094mg・L-1，pH值2.95～3.23，采用下述方法进行试验：

用Ca（OH）2调节pH值到中性或碱性，反应1h，投加PAC或Al2（SO4）3等混凝剂反应10min，沉淀2h后测定上清液氟离子浓度。

用NaOH调节pH值到中性或碱性，加入CaCl2反应1h，投加PAC作为混凝剂反应10min，沉淀2h后测定上清液氟离子浓度。

2 结果及讨论

2.1 钙离子浓度对氟离子去除的影响

石灰沉淀法处理工艺运行成本低，是目前使用最多的处理方法。通过投加Ca（OH）2调节废水pH值，同时钙离子与氟离子形成CaF2沉淀，反应1h后，投加PAC作为混凝剂，投加浓度为400mg・L-1，反应10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下表所示：

表1 钙离子浓度对氟离子浓度的影响

氟离子与钙离子之间的静电引力强，晶格能高，氟化钙的溶解度小。其溶度积为Ksp=4×10-11（25℃）。

2F-+Ca2+一CaF2

从反应方程式来看钙离子浓度越大，溶液中的氟离子浓度越小。试验结果与理论分析相一致，随着钙离子浓度的增加，废水中的氟离子浓度下降。但投加石灰乳时，即使其用量使废水pH达到12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L左右，且水中悬浮物含量很高[2]。

2.2 不同混凝剂对氟离子浓度的影响

单独采用Ca（OH）2作为化学沉淀剂时，生成的CaF2颗粒细小，难于沉淀，考虑投加混凝沉淀剂协助CaF2的沉淀。氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al（OH）3（am）矾花对氟离子的配体交换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。本试验中先在废水中投加Ca（OH）2作为化学沉淀剂，反应1h后，投加PAC和Al2（SO4）3作为混凝剂，投加浓度为400mg・L-1，反应10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下：

表2 不同混凝剂对氟离子浓度的影响

由表2可见，Al2（SO4）3作为混凝剂，即使在Ca2+投加量较少的条件下，对氟离子的去除效果也优于PAC。有研究表明，在PAC对氟离子的絮凝沉淀过程中，离子吸附是一项重要的作用方式，当水中SO42-，Cl-等阴离子的浓度较高时，由于存在竞争，会使絮凝过程中形成的Al（OH）3（am）矾花对氟离子的吸附容量显著减少[3]。此外，F-能与Al3+等形成从AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6种络合物，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成铝氟络合物（AlFx（OH）（3-x）和Na（x-3）AlFx）或夹杂在新形成的 Al（OH）3（am）絮体中沉降下来。

在此基础上，考察了Al2（SO4）3投加浓度对氟离子去除效果的影响，实验结果如图1所示。

图1 Al2（SO4）3投加浓度对氟离子浓度的影响

本试验中，增大Al2（SO4）3的投加量，出水中氟离子浓度降低。当Al2（SO4）3投加浓度达到400mg・L-1时，出水氟离子浓度达到11.4mg・L-1，高于表2中相对应数据。铝盐絮凝沉淀法氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-，Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定。

2.3 以NaOH调节pH值CaCl2作为化学沉淀剂对氟离子的影响废水使用25%NaOH调节pH值至中性或碱性，加入CaCl2（2240mg・L-1）反应1小时后，投加PAC作为混凝剂，投加浓度为400mg・L-1，反应10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如表3所示：

以CaCl2作为化学沉淀剂，出水中氟离子浓度小于4mg・L-1，远小于排放标准中要求的10mg・L-1，也小于氟化钙的溶解度8.9mg・L-1，且效果稳定。这是因为当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性的钙盐时，由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度，使出水中氟离子浓度大大降低。

3 小结及结论

通过对福建某化工厂含氟废水的小试试验，得出以下结论：

3.1 随着钙离子浓度的增加，废水中的氟离子浓度下降。

3.2 以Ca（OH）2作为化学沉淀剂时，投加Al2（SO4）3作为混凝剂比投加PAC作为混凝剂对氟离子的去除效果更好。随着Al2（SO4）3投加量的增大，氟离子去除效率增高。但是铝盐对废水中氟离子的去除作用不稳定。

3.3 用NaOH调节废水pH值，以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC的混凝沉淀作用，出水氟离子浓度小于4mg・L-1，达到排放标准，效果稳定。

在工程实践中，Ca（OH）2难溶于水，多以乳化液形式投加。由于出水氟离子浓度随着钙离子浓度增大而降低，以Ca（OH）2作为钙盐，要保证出水效果，要求Ca（OH）2投加量大，由于生产的CaF2沉淀包裹在Ca（OH）2颗粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量进一步增大，出水pH值要回调。此外，Ca（OH）2乳化液投加过程中，溶药过程操作难度大，管道容易堵塞，维修频繁。采用NaOH调节废水pH值，以CaCl2作为钙盐，其溶解度大，溶解投加均方便，操作方便，设备投资小，耗电少。同时，CaCl2产生的同离子效应有效降低出水氟离子浓度，稳定出水效果。

参考文献

[1]张超杰，周琪.含氟水治理研究进展[J].给水排水，2002，28（12）：26～29.

第4篇：含氟废水的处理方法范文

关键词：铝材酸碱废水；电泳精制废水；含铬废水；含镍废水；金属离子；COD

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：

前言

铝型材表面处理用水量大，产生废水多，废水中有害物质持续排放[1]。如不加以处理必将污染环境。铝型材生产过程主要包括对成型铝材的脱脂、碱蚀、酸洗、氧化、封孔及着色[2]。处理后的型材均需用水进行清洗，这部分型材清洗水以溢流形式排出清洗槽，是铝型材厂废水的主要来源。铝型材厂生产废水主要含有大量金属离子：Ni2+、Al3+、Cr6+、Sn2+以及SS、油脂、有机物、NH3-N、F-、酸碱等等[3]。其中废水的酸碱度视各生产要求不同而有所变化，但呈酸性的居多。另外在一些工序会产生水量少污染物高的各类废液及废弃换缸液等，针对每一类废水的主要污染物的特点，分别进行预处理，可达到理想的处理效果。

工程概述

佛山某铝型材厂位于中国铝材第一镇——广东省佛山市南海区大沥镇，是一家专业生产铝型材的现代化大企业，该公司占地面积10万多平方米，年生产能力超过8万吨，拥有多条熔铸、挤压先进工艺生产线，并引进国外先进的氧化电泳、喷涂、隔热生产工艺，拥有价值数百万元的完善的检测设备，可生产各种门窗、幕墙、通用型材及工业型材等几千个品种。

该公司铝型材生产工艺流程如下：

该公司铝材表面处理废水排放总量达4500吨/天，以下就该铝型材厂废水处理工程工艺设计为例介绍铝材表面废水处理情况。

废水的来源、水质及水量

根据对生产线工序和用料的分析，该铝型材厂废水来源如下表：

表1 铝型材厂废水来源

根据废水的来源，针对不同工序废水的主要污染物特点，该厂主要废水分类和水量如下表。

表2 铝型材厂废水水质水量表

由上表可知，该厂生产废水主要分为酸碱废水、含锡含镍含氟废水、含铬废水、电泳精制废水，总水量合计为4500吨/天。含锡含镍含氟废水、含铬废水、电泳精制废水经车间预处理后与酸碱废水一同混合排入酸碱综合废水系统。

该废水经处理后，出水水质达到广东省《水污染排放限值（DB44/26-2001）》中的Ⅱ时段一级排放标准。

表3 设计进、出水水质参数（单位：mg/L，pH值除外）

注*：此处进水指标是指几类废水混合后的酸碱综合水质指标。

废水处理工艺

4.1 工艺流程(见图1)

图1 工艺流程框图

4.2 流程说明

根据废水的水质特点，不同生产工序排出的废水分别收集到不同的废水贮槽(池)内。并分别对各类废水进行预处理后再合并一起处理。该厂处理系统主要的设计工艺如下。

4.2.1 酸碱废水

酸碱废水由酸性废水和碱性废水组成，占总水量的90%以上，主要由脱脂、中和、阳极氧化、电泳水洗、除油工序、碱蚀、碱洗工序的水洗过程产生。酸性废水居多，固酸碱废水一般呈酸性。该废水污染物浓度相对较低，一般pH为2～3，COD在150mg/L以下，离子态铜浓度≤2mg/L，经过中和混凝沉淀就可以有效去除废水中的主要污染物。

本工程以酸碱废水的处理为主处理工艺，采用连续的中和+物化沉淀+过滤的治理工艺。

各类废水经单独收集及预处理后，统一收集于酸碱废水调节池与酸碱废水混合匀质，由提升泵将混合匀质后的废水提升至综合废水处理系统，经过pH调整池电石渣乳状液（主要成分是石灰）调节废水的pH值至设定值，同时向废水加入PAC和PAM，废水中的铜、镍等重金属离子以及部分胶体类有机物形成絮体，大颗粒絮体在重力沉淀池沉淀，小颗粒絮体在斜管沉淀池沉淀，污泥排入污泥池。沉淀区上清液流入砂滤池，通过石英细砂的过滤，进一步除低水体的悬浮物质及色度，砂滤池出水排入清水排放池达标排放。

砂滤池运行一定周期后，截留悬浮物不断累积，需要进行反冲洗，反冲洗排水排入酸碱废水调节池再处理。

4.2.2 含铬废水

含铬废水主要来源于钝化工序的水洗过程，主要呈酸性，所含六价铬和总铬是第一类污染物，根据排放标准要求，需要在车间单独收集处理排放。

含铬废水的处理方法常用化学还原法，即利用还原剂将废水中Cr6+还原成Cr3+，再加碱调节pH值，在碱性条件形成Cr(OH)3沉淀除去，这种方法设备投资和运行费用低。

含铬废水由泵提升至pH调整池1，在池内设置pH自动调节加药系统，加酸调pH至2.5-3.5，然后废水流入还原反应池，池内设置ORP自动调节加药控制系统以及搅拌系统，投加还原剂把废水中还原电位控制在280-320mv。六价铬被还原成三价铬，反应完成后废水回调pH进入后续混凝沉淀。沉淀池出水达标排放至酸碱废水调节池，污泥排入含铬污泥系统。

4.2.3 含锡含镍含氟废水

含锡含镍含氟废水主要来源于着色和封孔工序的水洗过程。

镍是第一类污染物，需要在车间收集单独处理达标后排放。含镍废水的处理方式是采用加碱沉淀法，镍离子在pH>9.5以上时，绝大部分镍离子生成氢氧化镍沉淀物。化学反应式原理如下：

Ni2+＋2OH－ Ni (OH)2

大多数氟化物为可溶性物质，利用钙与氟离子生成的氟化钙沉淀物，把氟化钙捕集共沉得以去除。化学反应式原理如下：

Ca2+＋2OH－ CaF2

含锡含镍含氟废水由收集槽泵提升至pH调整池，池内设置pH自动调节加石灰系统，设定反应的pH在9.5-10.5，在碱性条件下，使镍离子、锡离子生成相应的氢氧化物、氟化物生产氟化钙，然后流入混凝反应池，通过投加少量PAC、PAM对金属离子的氢氧化物进行捕集，便于沉淀去除。沉淀池出水达标排放至酸碱废水调节池，污泥排入含镍污泥系统。

4.2.4 电泳精制废水

电泳精制废水主要来源于电泳漆精制离子交换装置产生的阴树脂床再生液、水洗液、碱洗液；阳床再生液、氨洗液、酸洗液；含有难生化降解有机物质及氨氮。

针对电泳精制废水水质特点，可采用Fenton氧化法处理，Fenton试剂氧化法是一种均相催化氧化法。在含有亚铁离子的酸性溶液中投加过氧化氢时，在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的羟基自由基，从而引发和传播自由基链反应，羟基自由基具有非常强的氧化能力，其氧化还原电位高达2.8V，在自然物质中其氧化电位仅次于氟，因此Fenton氧化处理有机物具有良好的效果。

电泳精制废水在车间内经Fenton氧化后去除大部分有机物质，再排入到废水站内与酸碱废水一同处理。

4.2.5 模具碱洗废液

碱洗废液碱度高，pH在10~12左右，每天产生量为2吨。

该厂模具清洗车间设于废水站旁边，碱洗废液单独收集于废碱池中。自流于酸碱综合废水进水渠（酸碱废水调节池前端），用于粗调酸碱废水的pH值以节省处理费用。

4.2.6 污泥处理

本项目中含铬废水和含镍污泥单独在车间处理，分别排入含铬污泥池和含镍污泥池，利用板框压滤机进行压滤，滤液分别进入含铬废水收集槽和含镍废水收集槽，干泥委外处理。

酸碱综合污泥由沉淀池排入综合污泥池内，再由污泥泵加压输送至带式脱水机，污泥加药调质后，再进一步脱水减量、固化，以便污泥后续的运输处置。

铝业废水污泥中含有大量的铝金属，具有一定的回收利用价值，污泥脱水后，交由专业的有资质的回收公司进行处置。

调试的关键

在铝型材废水治理工程调试中，最关键的是对废水的pH值进行控制，使各种金属离子生成难溶的氢氧化物，从而达到最佳的去除效果。

表4 铝、铜、锌、镍适宜的pH范围

由上表和对多项铝型材废水工程的调试效果来看，对于一般的铝型材废水，将pH值控制在7.5～8.5得到的沉淀效果最佳；对于某种金属离子偏多的废水，需根据该金属离子的特性调节pH值。

监测结果及分析

该铝型材废水处理工艺已投入运行使用2年多，设备运转良好，出水水质稳定。下表为抽样监测结果。

表5 铝型材废水处理监测结果

小结

(1)工程实践表明该工艺是合理、可行的。

(2)为保证各类污染物质稳定达标，铝型材表面处理过程产生的少量含铬、含镍含一类污染物废水，需单独在车间处理并达标排放。而电泳精制废水有机物含量高，需单独在车间预处理再排入酸碱综合废水系统。

(3)铝材废水用电石渣处理，可有效去除各类重金属离子及F-，并大大节省运行费用。

(4)铝在溶液中是两性状态，铝离子在废水中也起着净水剂的作用，同时在加入的各种絮凝剂、混凝剂中也含有大量的铝，所以在处理后的水质项目中没有对铝的浓度做出要求。

(5)铝型材废水处理工艺原理简单，操作管理方便。废渣含有大量的氢氧化铝，如加以开发利用，提炼纯净氢氧化铝或制作硫酸铝，将具有广泛用途。

参考文献：

[1]范彤利，顾庆豪.铝型材表面处理废水的处理与回收[J].资源再生,2007年11期.

[2]王祝堂.铝及其表面处理手册[M].南京：江苏科学技术出版社,1992.

第5篇：含氟废水的处理方法范文

【关键词】火电厂废水处理

1、火电厂废水的特点和分类

1.1废水的特点

与化工、造纸等工业废水相比，火电厂的废水有以下特点：水质水量差异很大，划分的废水的种类较多；废水中的污染成分以无机物为主，有机污染物主要是油；间断性排水较多。

1.2废水的分类

同一类废水可以采用同一类处理工艺实现回用。所以合理的分类是废水综合利用的基础，根据火电厂各类废水的水质水量特点，以处理回用为目标，可以将火电厂的废水分为以下几类：

1.2.1含盐浓度较低的废水。这类废水包括机组杂排水、工业冷却水系统排水、生活污水等。在使用过程中盐的含量不会明显的升高，废水处理不考虑脱盐，废水处理成本低。处理后的水质可以达到或接近工业水的水质标准，可以替代新鲜水源。该类废水是电厂中回用比例较高的废水。

1.2.2含盐浓度较高的废水。水在使用过程中因为浓缩或者加入了酸、碱和盐而使含盐的浓度提高很多，回用需要脱盐。如反渗透浓排水、离子交换设备再生废水、循环水排污水等。这种废水可以直接用于冲灰、除渣和煤场喷淋。回用必须进行脱盐处理，因脱盐成本较高，目前该类废水回收利用率较低。

1.2.3简单处理可回用的废水。包括含煤废水、冲灰除渣废水。这类废水悬浮物很高，处理工艺以沉淀为主，目的是除去水中的悬浮物。含煤废水的悬浮成分主要是煤粉，冲灰除渣废水则主要是灰粒。由于组分比较特殊，通常不与其他废水混合处理，而是单独处理后循环使用。

1.2.4不能回用的极差的废水。这些废水所含的成分比较复杂，处理成本很高，但水量较小，一般单独处理后达标排放。例如脱硫废水。还有一些间断废水，如化学清洗废水、空预器烟气侧冲洗废水等都经过处理后达标排放。

2、火电厂废水处理

2.1火电厂冲灰水处理

冲灰水是火电厂主要污水之一，冲灰水中超出标准的主要指标是pH值、悬浮物、含盐量和氟等，个别电厂还有重金属和砷等。冲灰水处理的思路一是减少水的用量，二是废水处理再利用或达标排放。如何处理，发电厂根据环保和经济的双重效果来抉择。具体的一些处理的方法是：

2.1.1浓缩水力除灰。浓缩水力除灰是将原灰水比1：（15—20）降至1：5左右，灰水比例应根据全厂水量平衡及灰场水量平衡综合考虑来确定。实际生产中就是在不影响产量和其他指标的前提下降低灰厂的用水量。浓缩水力除灰既减少厂区水补给量，又减少了水的排放量。可谓是经济环保双赢的好方法。

2.1.2冲灰水中悬浮物去除。冲灰水的悬浮物含量主要与灰场（沉淀池）大小等因素有关。解决冲灰水中悬浮物超标，应重点考虑冲灰废水在沉淀池中有足够的沉淀时间。

2.1.3冲灰水pH值超标治理。冲灰废水的pH值与煤质、冲灰水的水质、除尘方式及冲灰系统有关。国外一般采用加酸、炉烟CO2处理（降低pH）和直流冷却排水中和等方法。炉烟CO2的处理既减少了CO2向大气的排放又降低了冲灰废水的pH值。炉烟CO2处理的化学反应原理：

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

2.1.4冲灰水中氟处理；一般用钙盐沉淀法和粉煤灰法等，钙盐沉淀法处理时要加入氢氧化钙和氯化钙，处理后的pH值达到9～12，且氟浓度仍>30mg/L，达不到废水综合排放标准，还需要加酸降低pH值。粉煤灰处理含氟废水，具有工艺简单、以废治废，氟的去除率达90%上。钙盐沉淀法的离子反应原理：

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

H++OH-=H2O

3、火电厂脱硫废水处理

3.1中和

中和处理的主要包括两个方面：一是发生酸碱中和反应，调整pH在6—9之间。二是沉淀部分重金属，使锌、铜、镍等重金属盐生成氢氧化物沉淀。常用的碱性中和剂有石灰、石灰石、苛性钠，酸性中和剂是碳酸钙等。反应原理：

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化学沉淀

废水中的重金属离子、碱土金属常用氢氧化物和硫化物沉淀法去除，常用的药剂分别为石灰和硫化钠。离子反应原理：

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混凝澄清处理

经过化学沉淀处理后的废水中，含有许多微小的悬浮物和胶体物质，必须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等；常用的助凝剂有石灰、高分子絮凝剂等。形成混凝剂的有关化学反应原理：

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、火电厂化学废水、含油废水处理

4.1化学废水处理

4.1.1酸碱废水处理：先将酸性废水（或碱性废水）排人中和池，然后再将碱性废水（或酸性废水）排人，搅拌中和，使pH值达到6—9后排放。离子反应原理：

H++OH-=H2O

4.1.2无机废水处理：主要污染物为酸或碱、悬浮物、溶解盐等。酸或碱可采用中和法处理，浓度较高时，可回收利用。悬浮物或胶体可采用沉淀、混凝等方法去除。溶解盐主要靠吸附、离子交换、电渗析等方法除去。

4.1.3有机废水处理：是锅炉有机酸洗的废水，利用蒸发池进行蒸发处理。

4.2含油废水处理

含油废水处理有多种处理方法，下面介绍期中的一种——沉淀法。

该法采用薄层沉淀组件的聚结装置，这种装置克服了聚结过滤器每单位体积的分离表面大的缺点，主要优点是当薄板间隙或管径和倾斜角度选择合理时，漂浮的和沉降的微粒能自行排走而不需任何强制清理。

第6篇：含氟废水的处理方法范文

【关键词】电絮凝 电流密度 电极板间距 降除率

1 河套地区地下水质情况

内蒙古河套平原及周边的草原、山地和沙区，由于地理环境和水文地质条件的特殊性，地下水的化学成份较为复杂，高氟、高砷和苦咸水交叉分布，引起地方性的氟、砷中毒，导致河套地区群众骨质疏松、癌症高发，甚至丧失劳动能力。巴彦淖尔市所辖7个旗、县、区地下水中砷、氟、氯化物、硫酸盐等含量均不同程度超过国家饮水卫生标准，全市有1/3以上的饮水井的砷、氟含量超标，有80余万农牧区群众饮用高氟、高砷和苦咸水，饮用水中砷含量最高超标35倍，氟含量最高超标8倍。由于河套地区地下水分布的复杂性，还发现有部分井水的砷、氟含量刚开始饮用时不超标，但经过集中大量采水后，砷氟含量有升高超标现象。所以，改变寻找新水源为净化超标水成为切实解决该地区饮水除砷降氟问题的现实和有效方法。

随着国家生活饮用水卫生标准GB5749-2006的实施，氟含量大于1.0mg/L和砷含量大于0.01mg/L的水均为不合格饮用水，因此，研究高氟水和高砷水的处理技术，研究针对适合分散和集中水处理的设备，降低净水成本，减少能源消耗，让河套地区农牧民更易接受净水设备，提高饮水质量，让国家的政策惠及每一个老百姓，具有深远的历史意义和现实意义。

2 国内外水净化技术现状

国内外对于饮水高氟、高砷和苦咸水的处理，首先，一般采用更换水源的办法，寻找合格水源，建立供水站，铺设管道，分输各户。该方法投资大，要求地理环境相对平坦，有专门的供水管理人员，适合人口相对集中地区。其次，利用现有水源进行集中水处理，水处理设备为大型设备，废水率高，价格昂贵，设备的使用效率较低，不适合农村和牧区使用。而用于饮用水除氟砷的水处理技术有多种，常规除氟技术有骨炭吸附法、活性氧化铝吸附法和混凝沉淀法等，这些常规技术由于受技术操作、管理、运行等要求影响，不宜在农村牧区使用。膜法除氟砷技术（如电渗析、反渗透等）操作简单，应用方便，适用范围广。苦咸水淡化，主要集中在蒸馏法、反渗透法和电渗析法等系统技术方面，纳滤技术在苦咸水淡化领域的应用也逐渐活跃起来。一些新技术（如火山岩分子筛吸附降氟设备、碎石吸附降氟技术等）也在实践中开始应用。这些设备的电力供应一般采用传统供电，耗能较高，处理水成本居高不下，这也成为净水技术应用的一大障碍。

3 电絮凝技术的饮用水净化

3.1 电絮凝技术简介

电絮凝（又称电凝聚）技术是电化学技术的一种，电絮凝技术近几年在处理水体净化方面成为研究热点。电絮凝技术最早于1889年由Eugene Hermite首次提出了使用电极净化废水概念。从1963年至1974年间美国科学家运用电絮凝技术处理了食品废水和市政污水，1984年挪威科学家（Vik E.A）采用电絮凝净化了生活饮用水，我国研究人员也在不断的探索和应用电絮凝处理含酚、含铬、制革等不同类型的生活饮用原水处理和工业废水。目前，被公认的电絮凝机理为2001年由M.Yousuf提出：采用可溶性金属作为电极板，在外加电压作用下，金属阳极板（铝、铁）发生溶蚀，产生大量的阳离子，这些阳离子又经过一系列复杂的缩聚和水合作用，生成具有不溶于水的并有吸附水中污染物的絮状物物质，从而将污染物从水中去除，在金属阴极板产生具有较强的还原能力的氢，阳极板还可能会有氧气放出，这些气体小气泡在上浮过程中与溶液中的絮状物接触，将絮状物推浮上升，可以达到对污染物进行浮选的目的。

3.2 影响电絮凝净水效率的几个因素

（1）原水的PH值对电絮凝除氟、砷的影响。由于河套地区地下水质的PH值一直处于比较稳定的状态，处于7.2～7.8之间，在净化水之前不进行PH值的调整，根据以往实验经验，同时得到广泛认同，PH值越低，净化水过程中降除氟的效果就越好，在本实验中不对原水的PH值对电絮凝除氟、砷的影响进行实验验证。

（2）电流密度对电絮凝除氟、砷的影响。实验所用电源为可调直流电源，电流调节在1～100A之间进行，选用三组不同电流密度值进行实验，对比电流密度对电絮凝除氟、砷的影响。

（3）极板之间的间隙对电絮凝除氟、砷的影响。极板是可调间隙式设置，为了实验结果的可比性，每间隔5mm做一个测试位置。

（4）温度对电絮凝除氟、砷的影响。由于河套地区地下水温度变化一年四季比较小，上下波动在十几摄氏度之内，单以温度对电絮凝效率的影响在这个温差下不明显，在本实验中亦不对该因素进行验证。

（5）电絮凝时间对除氟、砷的影响。通过实验找到能使原水中氟、砷去除率达到80%以上的最合理时间，这项测试需与电流密度和极板之间间隙共同测试。

3.3 除砷降氟实验设备及实验流程

电絮凝除砷降氟实验装置主要由10000ml反应水槽、铝电极、CTNP型智能脉冲电源模块、自吸泵、锰砂滤罐等组成，设备技术参数如表1。

针对河套地区地下水质安排除砷降氟净化水过程如图1。

3.4 原水来源和水质检测

实验所用原水采用河套地区具有代表性的巴彦淖尔市乌拉特后旗牧区地下水，采样完毕后进行水质检测，结果显示该原水PH为7.8，浊度为1.02度，溶解性总固体为1220毫克/升，总砷0.081毫克/升，总氟3.1毫克/升，氟和砷明显超过我国生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。

3.5 实验过程分析

（1）在实验中，固定电源电压输出值为12V，电源电流输出值为20A，每隔10分钟电极自动倒换一次，极板之间的间隙从5mm～30mm，每隔5mm调节一次，通过实验发现，电絮凝阴阳间极板的间隙越小，除砷氟的效率越好，但如果小于5mm极板之间电场的不均匀性会增强，较为容易引起极板短路，实验做了30分钟内时间与极板间隙对于氟砷去除率的影响，实验结果见图2。

实验结果表明：随着极板间距的增加，电极处理效率下降，氟砷去除率下降。极板间距小，有利于电化学氧化反应，同时使得极板产生的离子扩散的距离短，能较快地与溶液中污染物发生作用，有利于提高电化学氧化的去除效率。在板间距为10mm，反应停留时间20分钟时，输出电流22A，氟砷去除效率最高，达到85%。为了避免由于极板间隙较小导致极板钝化现象，采用10分钟自动倒换电极的方式效果明显。

（2）实验固定电源电压输出值为12V，电极之间间隔10mm，每隔10分钟电极自动倒换一次，反应时间对处理效果的影响调节电流从10A～34A调整，在0～30分钟内每隔6分钟取水样，实验结果见图3。

实验结果表明，随着反应时间的延长水样中的氟砷去除率逐渐增加。这是因为反应初期，水样中氟砷浓度相对较高，随着反应时间的增加，在电极表面反应的物质就越多，从而反应速率较快。当反应经过10 min时氟砷去除率有明显增加。但随着反应过程的进行，水中氟砷浓度降低，反应速率降低，因此结合工程实际应该尽量降低其反应停留时间，确定最佳停留时间为20分钟。

4 研究结论

（1）电絮凝技术应用在河套地区高氟、高砷、苦咸水水净化中。

（2）根据实验结果得出，反应停留时间20分钟，输出电流22A，电极板间距10mm，板间电压24 V，极板每隔10分钟自动倒一次电极，氟砷的降除率达80%以上。

（3）采用电絮凝的方法去除河套地区地下水中氟砷的效果比较好，工艺流程简单可行。同时从实际应用角度考虑，在保证去除效果的情况下，为尽量减小能耗，需要进一步针对河套地区风力和太阳能资源较为丰富，尤其特别适合河套地区的边远农牧区净化水电源用风光互补系统解决。

参考文献

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作者简介

樊刚强（1984-），男，硕士学位。现为河套学院讲师。主要研究方向为机械设计、水净化设备等。

第7篇：含氟废水的处理方法范文

关键词 晶体硅太阳能电池；含氟污水；新型太阳能电池

中图分类号：TM914 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0007-02

1 太阳能电池的应用

随着社会的不断进步和发展，煤炭、石油等不可再生能源储备大幅度减少，寻找和开发新能源成为当前人类面临的重要问题，不可再生能源在使用过程中对环境的影响也引起人们的重视。可燃冰等开采难度较大的能源能否大规模采集应用也还是未知数。因此，作为未来人类发展的能源保障，新能源行业正迅速的发展起来。新能源是指在新技术基础上，系统地开发利用的可再生能源。如核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。其中太阳能在使用过程中无污染、资源广泛，符合当今世界环境保护和可持续发展的要求和趋势。也因太阳能的存在范围很广，所以正大范围的出现在人们的生活中，像是太阳能热水器，太阳能电池等。DisplaySearch的太阳能产业研究报告中指出，从2008年1月至2009年7月，世界各地将安装大约114亿瓦容量的太阳能电池。1998年在维也纳第二届全球光伏技术大会上，会议主席施密特教授指出：“光伏将在21世纪上半纪取代原子能而成为全球能源，唯一的问题是2030年还是2050年最终实现”。正如施密特教授的预言的一样，太阳能世纪已经到来。

2 太阳能电池的分类

2.1 单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室中的最高的转换效率为24.7%，工厂大规模生产效率为15%。在大规模应用和工业生产中占据主导地位，原料硅来源丰富，但是单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难。用作太阳能电池的不是普通的硅，而是纯度为99.9999%的硅。硅的提纯工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中超过了1/2。另外，现如今中国对其的冶炼能源多为煤炭，且用改良西门子法提纯硅时会产生大量的硅氯化合物，若是处理不当，会造成很大的环境污染。

2.2 多晶硅太阳能电池

多晶硅薄膜太阳能电池一般采用气相沉积法制备。它所使用的硅远比单晶硅少，也没有效率衰退的问题，并且可以利用廉价底料制备，成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池。因此多晶硅电池制备不久将成为薄膜太阳能中发展速度快的方法。但是，多晶硅太阳能电池的使用寿命相比于单晶硅太阳能电池短些。

2.3 非晶硅太阳能电池

非晶硅太阳能电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，消耗的硅材料少，用点更低，它的主要优点是弱光条件也能发电。它的成本低、重量轻、转换效率较高，有利于大规模生产。但由于材料引发的光电效率衰退效应，是其稳定性不高，转换效率国际先进水平为10%，如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池将会成为太阳能电池的主要发展产品。

2.4 多元化合物太阳电池

为了寻找单晶硅电池的替代品，人们除开发了多晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料的太阳能电池，以解决硅电池的环境污染问题。其中主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟镓硒薄膜电池。

3 晶体硅太阳能电池环境污染问题

太阳能电池生产的大量应用，不仅给人们带来了经济效益，同时也有许多环境问题的产生。在硅太阳能电池的生产过程，一些废水，废气和废渣的产生是不可避免的，其中以废水成分最复杂，危害严重。

3.1 晶体硅太阳能电池生产工艺简介

硅太阳能电池生产中在腐蚀清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工艺过程中须使用氢氧化钾、IPA 、硫酸、铬酸、氢氟酸、盐酸等化学试剂，相应的产生含IPA 的废液、废水以及含氟废液废水、含铬废水。硅太阳能电池的生产过程如下所述。

1）清洗：清洗步骤主要是为了去除硅片上的污物。

2）制绒：单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成许多的四面方锥体结构。使其入射光在表面进行多次反射和折射，增加光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。

3）扩散：磷的扩散是在硅片表层掺入纯杂质原子的过程。

4）刻蚀、去PSG ：把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，用化学腐蚀的方法，产生化学反应，生成可溶性的络和物：六氟硅酸，用来去除扩散制结后在硅片表面形成的磷硅玻璃。

5）等离子化学气相沉积（PECVD）：目的是对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。通常采用的技术是等离子刻蚀技术。其方法是在低压状态下，反应气体分子在射频功率的激发下，电离，产生等离子体。

6）丝网印刷：采用压印的方式将预先设定好的图画印刷在基板上。

7）烧结：使用高温合金方法，让印刷上的金属电极与硅片之间的连接更加牢固。

8）测试、包装、入库：测试电池片的性能指标，合格则包装入库。

3.2 工艺中的废物污染

硅料生产中，废水主要来自于多晶硅废水、切片废水和有机硅废水。在生产过程中需要对含硅原料用HF、铬酸、HNO3、HCl等强酸进行适当的腐蚀，由此产生大量的含氟酸碱废水。这些过程中产生的废水pH较值低， 而且含有一定量的悬浮颗粒。再者，其水量、水质的变化幅度大，处理难度也相应比较大。而如今国内对于其废水的处理技术还远远达不到环境友好的标准，而在废水处理的过程中也无形的提高了晶体硅电池的生产成本。

硅料生产还产生废气，废渣，现太阳能电池原材料为多晶硅，由金属硅提纯而来，目前国内均采用化学法（改良的西门子法），在这其中污染最严重的，是在还原过程中产生的副产品，四氯化硅（一种腐蚀性极强、很难保存的有毒液体，急毒性。且四氯化硅不能自然降解，如果将四氯化硅埋在地下或者河中，水体将会受到严重污染，土地将会荒废，寸草不生）。上述这些还不包括大量氯气等其它易燃易爆有毒气体。

4 新型太阳能电池研发的必要性

由上述晶体硅太阳能电池的生产工艺来讲，硅料生产过程中的污水，废气，废渣，虽说已经有了较为成熟的处理工艺，但是还是不够理想，对环境造成的伤害还是高于标准。因此想要生产出高效、低成本、对环境友好、无污染的硅电池的难度非常大。几乎是不可能实现的。为了寻找单晶硅电池的替代品，除开发了多晶硅、非晶硅薄膜太阳能电池外，还应该研发新型的，无硅的太阳能电池。因此，新型的太阳能电池的研发就显得非常重要。

5 总结

在发展经济的同时不能破坏我们的生存环境。对于现在的技术水平来说，生产出无污染的晶体硅太阳能电池并非是一朝一夕便能实现的，而且其生产与废水处理技术也趋近于成熟，可提升的空间并不大。因此，研发一种新型的太阳能电池是非常有必要的。

第8篇：含氟废水的处理方法范文

关键词： 高氟水；饮用水；吸附法；人造沸石

高氟水在中国分布较为普遍，主要分布在华北、西北、东北和黄淮平原等区。甘肃省环县大部分是苦咸水区和高氟水区。由于水质及其他因素，发生了不少地方病，如布氏杆菌病、严重氟中毒、大骨节病、甲状腺肿等，尤其氟病面宽量大。环县境内有甜水、山城、南湫、罗山川、虎洞、车道、卢家湾、毛井、洪德、环城、演武等11个乡镇为氟病区，饮用水氟含量为1.2-5MG/L，其中甜水镇甜水街村表现最为典型，氟斑牙患病率高达25.6%，氟病症患病率达14%，轻者驼背腰弯，重者残废丧失劳动力，甚至死亡。国内外对高氟饮用水的处理技术做过不少研究，但不同程度地存在处理费用高、适（实）用性差、氟含量难以稳定达标的问题[1-4]。因此，我们迫切需要根据高氟水的特点，开发研究能满足农村分散供水条件下经济适用的高氟饮用水处理技术，保障农村居民的饮水安全。

吸附法处理高氟饮用水具有很多优势，其关键是吸附性能的优化[5]。沸石因其独特的结构，具有良好的吸附和离子交换性能[6]，并具有耐酸、耐高温、耐辐射等性能，使得沸石在水处理领域有着广泛的应用[7，8]。本研究通过试验系统研究了吸附剂——人造沸石的氯化铁的改性方法，确定了改性人造沸石吸附处理高氟饮用水的主要技术参数，揭示了影响除氟效果的关键因素，初步探讨了吸附剂改性作用机理，为开发高效实用的小型高氟饮用水处理装置提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

人造沸石（河南巩义市科源净水材料厂），氯化铵（西安三浦化学试剂有限公司），三氯化铁（西安三浦化学试剂有限公司），所用试剂均为分析纯。

水样：甘肃省环县甜水镇甜水街村高氟地下水，氟的质量浓度为2.41mg/L。

1.2 实验仪器

PHS-3C型精密酸度计（上海精密科学仪器有限公司），85-1型恒温磁力搅拌器（郑州科达机械仪器设备有限公司），FA1004电子天平（上海江仪仪器有限公司），PF-1型氟离子选择性电极（上海博取仪器有限公司）。

1.3 实验方法

沸石改性方法：将人造沸石经一定含量的氯化铵溶液室温浸泡后洗净，再用氯化铁溶液浸泡一定时间，得到铁法改性沸石。

高氟水处理方法：定量分取改性沸石于聚乙烯瓶中，按照1：25的固液质量比加入待处理的高氟水样，室温震荡30min后静置，取上清液测定氟含量。

氟含量测定方法：采用GB/T 5750-2006氟离子选择电极法[9]。

2 实验结果与讨论

2.1 氯化铵含量对除氟的影响

2.3 氯化铁含量及处理时间的影响

3 结论

人造沸石经NH4Cl溶液活化处理，能调整孔道结构，使其活性比表面积增大，更好地吸附铁盐及其水解产物，成为铁盐的良好载体，提高其去除水中氟离子的能力。

以质量分数为3%的氯化铵溶液浸泡6h洗净后，用质量分数为5%的氯化铁溶液浸泡8h，改性后的人造沸石处理氟离子的质量浓度为0.96mg/L。原水pH适用范围在6.5～8.0。

基金项目：庆阳市科技计划项目（GC2011-15）

参考文献：

[1]陈后兴、罗仙平、刘立良，含氟废水处理研究进展[J].四川有色金属，2006，3（1）：31-35.

[2]Lounici H，Addour L，Belhocinal D，et al，Study of a new technique for fluoride removal from water[J].Desalination，1997，114：241-251.

[3]卢宁、高乃云、徐斌，饮用水除氟技术研究的新进展[J].四川环境，2007，26（4）：119-122.

[4]董岁明、阎英桃、董延芳，载铁改性沸石吸附法吸附剂去除含氟水中氟离子的研究[J].汉中师范学院学报：自然科学，2004，22（1）：57-60.

[5]刘晓园，饮用水除氟技术的发展与应用[J].中国给水排水，1989，5（6）：21-24.

[6]葛学贵、太玉明、李大好等，沸石在环境治理工程中的应用[J].环境科学与技术，2001（6）：21- 24.

[7]戴清清、宋绵新，几种非金属矿物材料对污水处理的研究现状[J].中国矿业，2005，14（1）：38-40.

[8]John P B，Marios T.Treatemt of aqueous effluent for fluoride removal[J].J Water Pollution Controlled，1987，59：191-198.

[9]GB/T5750-2006 生活饮用水标准检验方法[S].

[10]GB5749-2006 生活饮用水卫生标准[S].

第9篇：含氟废水的处理方法范文

关键词：氟化物选择电极法分光光度法离子色谱法

1引言

氟是人体必要的化学元素之一，一个成年人每天都通过饮水和食物的方式需摄入2～3mg氟。其中通过饮水约占需氟量的50%，当摄入氟量不足时，易发生龋齿病，尤其是婴儿。摄入量过多（高于1.5mg/L）时，易患斑齿病。当水中氟含量高于4mg/L时，还可能得氟骨病。因此，许多国家把饮水氟含量标准定为0.5～1.0mg/L之间。美国在2803个市镇的5000万居民低氟饮水中加氟，并配合使用含氟牙膏，结果使龋齿症减少了40～70%。饮用含1.0ppm(氟化物浓度)氟的水，仅有少数人牙齿上出现斑点；饮用含1.4～1.6ppm氟的水，则有一些人的几个牙齿上出现明显淡黄色至褐色斑点；饮水含氟高于2ppm时，则有许多人在大部分牙齿上出现褐色的斑点。因而饮水中氟含量不能太低，也不能太高，对地表水中氟化物进行严格的监测，对人的身体健康十分重要。

2水中氟的来源

水中氟的来源主要有两类：一类是雨水或者地表水，地下水流经含氟的土壤、岩石，从中淋溶出部分氟来；另一类是人为污染来源，电解铝以冰晶石作为助溶剂，可使熔融温度从2000℃下降至1000℃；还有就是来自有色冶金、钢铁、铝加工、玻璃、磷肥、电镀、农药等行业排放的废水以及含氟矿物废水中。

3水样保存和预处理

3.1水样的保存

水样中的氟多数是以可溶性氟化物的形式存在，而在悬浮颗粒态中的氟常常是不溶性的氟化物，因而，需通过微孔滤膜过滤除去。从现场可以将样品直接盛放到聚乙烯塑料瓶中，不用另加保存剂，密闭保存可以达半年之久。含氟化物的水样不宜贮存在玻璃瓶中，因为F-易和玻璃成分的Si、B发生反应，或者吸附在器壁表面，致使氟化物浓度下降。

3.2水样预处理

对于清洁的地表水，一般可以直接取样测定，氟化物常用的预蒸馏方法主要有直接蒸馏和水蒸气蒸馏。

①直接蒸馏

在高沸点酸介质中，水中氟化物直接以氟硅酸或氢氟酸形式被蒸出。为了避免馏出物带出硫酸，蒸馏温度不要超过180℃。该种方法简单，蒸馏效率高，但是蒸馏温度比较难以控制，易发生暴沸。当水样中氯化物含量过高时，可以在蒸馏前加入适量固体硫酸银再蒸馏。

②水蒸气蒸馏

水样中加入高氯酸加热，在130～140℃通入水蒸气，水中氟化物以氟硅酸或者氢氟酸的形式被蒸出，收集馏出液用于测定。当水样含有高浓度有机物时，为避免与高氯酸反应而发生爆炸，可以用硫酸代替高氯酸。水蒸气蒸馏可以比较严格地控制反应温度，排除干扰的效果好，安全。

4分析方法

4.1氟离子选择电极法

这种方法简便、快速、准确度好，在我国水质监测中应用非常广泛。

①原理：氟离子选择电极是一种以氟化镧（LaF3）单晶片为敏感膜的传感器。由于单晶结构对进入晶格交换的离子有严格的限制，因而有良好的选择性。测量时与参比电极组成原电池：

AgAgCl,Cl-(0.3mol/L),F-(0.001mol/L)LaF3待测液KCl（饱和）Hg2Cl2, Hg

原电池的电动势（E）随着溶液中氟离子活度的变化而变化，即E=E0-SA

其中，E―测得的电极电位；E0―参比电极的电位（固定值）；A―溶液中氟离子的活度；S―氟电极的斜率。用酸度计或者离子计测量上述原电池的电动势，并与氟离子标准溶液测得的电动势相比较，即可求知水样中氟化物的浓度。测定范围为0.05～1900mg/L。

②干扰及消除办法

电极法测定的是游离氟离子。和氟离子能形成稳定络合物的一些高价阳离子以及氢离子将对试验造成干扰，干扰程度取决于络离子的种类和浓度、氟化物的浓度以及溶液的pH值。通常情况下，Al3+的干扰最为严重，其次是Zr4+、Sc3+、Fe3+等。为了消除Al3+、Fe3+等的干扰、保持溶液的总离子强度、控制溶液的pH值（pH为4.5～5.5），需要在水样和标准溶液中加入总离子强度调节剂（TISAB）。

③影响实验的因素

影响实验结果的因素很多，主要包括电极的斜率、电极的稳定性、电极的响应时间、待测溶液的浓度、pH以及温度和搅拌的影响。

电极的斜率：它直接影响该方法的灵敏度和准确性。直接电位法对电极的要求非常高，应该按电极使用说明书准备电极，并首先检查电极的斜率是否符合要求，通常情况下，测得的电极斜率值应不低于理论值的90%。

稳定性：将电极放在10-3mol/L的溶液中24h,观察其电位的变化，最好的电极24h的漂移应小于2mV。

电极响应时间：影响电极响应时间的因素主要包括膜本身的结构、性质和光洁度以及待测溶液的浓度等。

待测容易浓度：氟电极的测定范围很宽，从10-7mol/L到饱和溶液中的氟都可用它进行测试。由于在浓溶液中要获得稳定的电位比较困难，为了保护电极，在实际工作中上限一般定为1mol/L。尽管1mol/L以上仍然有反应，但很少采用，一般在10-3mol/L以下使用比较合适。

pH值：氟化物含量越低，其适宜的pH范围越窄。当氟化物含量为10-5mol/L时，有效的pH范围为5～8；10-3mol/L时pH范围为5～9。一般情况下，测定时溶液pH范围为5～6。

温度：温度不仅影响电极的斜率，从而影响电极的电极电位，样品的离解也受温度变化的影响，所以，样品和标准溶液应在相同温度下进行测定。在10-3mol/L浓度水平时，温度每变化1℃，产生2%的误差。

搅拌的影响：搅拌状态对电极电位、检测下限、电极的实际响应时间等均有影响，并会使参比电极的盐桥不易达到稳定的液接电位。所以在测定过程中，应使溶液处于没有涡流和气泡的、缓和、均匀搅拌状态，而且试液和标准溶液应具有相同的搅拌速度。

4.2氟试剂分光光度法

①原理:氟试剂即3―甲基胺―茜素―二乙酸（ALC），在pH为4.1的乙酸盐缓冲介质中，能与氟离子和硝酸镧反应，生成蓝色ALC-La-F三元络合物，色度与氟离子浓度成正比，于620nm测定吸光度。测定范围0.05～1.8mg/L。

②干扰及消除办法：根据反应原理，凡是对ALC-La-F三元体系的任何一个成分存在竞争反应的离子，均会产生干扰。比如Pb2+、Zn2+、Cu2+、Co2+等能与ALC反应生成红色螯合物；Al3+、Be2+等与F-生成稳定的络离子。当这些离子超过容许浓度时，水样应进行预蒸馏。

③影响实验的因素

显色的适宜pH值、显色的介质、缓冲溶液、加入试剂的顺序、显色以及稳定时间等均会对该分析方法的灵敏度、稳定性有重要的影响。

4.3离子色谱法

水样采集后，经0.45μm微孔滤膜过滤，测定前将水样按比例与淋洗液混合，使碳酸钠与碳酸氢钠浓度分别为0.0024mol/L和0.003mol/L，以除去负峰干扰。进样后经导电检测器检测，根据出峰保留时间定性，根据峰值与标准溶液比较定量。本方法可以同时测定F-、Cl-、NO2-、Br-等的浓度，适用于连续测定天然水中上述阴离子的含量。测定浓度范围为0.06～10mg/L。