我国含氟地下水分布极广,对于浅层地下水来说,高氟水问题比较突出的地域是北方地区,这些地方工业比较发达,由于是采用煤燃烧提高热能,在燃烧过程中会产生大量的氟化氢气体,导致环境受到一定程度的污染。伴随着大量氟化物被排入自然环境,各地环保工作压力与日俱增,也出台了日趋严苛的制度标准。在河道断面考核标准中,废水中氟化物含量也成为了重要的监测指标。除氟已经成了迫在眉睫,急需一种稳定的技术能够深度除氟。
氟的危害及污染:
氟是人体必需的微量元素之一,当我们的饮用水中氟浓度低于0.5mg/L时,会引起龋齿症。当饮用水中氟浓度高于1mg/L时,会引起氟斑牙;当氟浓度高达3~6 mg/L时,会发生骨氟中毒,真的让人不得不“氟”。同时氟也会对膜系统造成一定危害,具体表现如下:
1.反渗透膜对氟离⼦的去除率较低、氟化氢有类似的水分子的共价键半径、氟离子容易形成和水分子类似的氢键。
2.氟化钙对反渗透膜的阻塞能力较强氟化钙的分子较小,极易堵塞膜孔隙,不易去除。
3.氟离子容易和膜的某些成分发生反应。
4.氟对蒸发设备的腐蚀。
不同水体氟化物排放标准:
目前,各地区各行业对于氟化物的管控政策犹如雨后春笋般层出不穷。《地表水环境质量标准》( GB 3838-2002)中明确Ⅰ-Ⅲ类氟化物≤1.0mg/L,Ⅳ-Ⅴ类氟化物≤1.5mg/L。我国《生活饮用水卫生标准》( GB 5049-2006) 规定集中供水出厂水氟化物浓度≤1.0mg/L。
如何去除水质中的氟离子?
很多工业废水处理现场(如矿井水/煤化工废水等),由于不了解正确的去除方法,最后花费了时间和精力也没有达到预期效果。目前大家主要使用的去除方法包括混凝沉淀法、化学沉淀法、化学吸附法、离子交换法、电化学法等。
1.混凝沉淀法
利用混凝剂在水中形成带正电的胶粒吸附水中的氟,使胶粒相互集聚为较大的絮状物沉淀,达到去除氟离子的目的。优点是运行效果较稳定,操作简单,缺点是需要混凝池,产生污泥。
2.化学沉淀法
利用钙离子与氟离子反应,通过固液分离达到去除氟的目的。优点是方法原理简单、处理方便、原料来源广泛,缺点是钙盐利用不充分,处理程度有限、产泥量大。
3.化学吸附法
加入沉淀剂,形成氟化物沉淀或氟化物在生成的沉淀物上共沉淀,通过沉淀物的固液分离达到氟离子的去除。优点是可将氟离子浓度降低至1.0mg/L以下,缺点是处理容量小,吸附剂再生处理困难。
4.离子交换法
利用氟离子在吸附剂表面固、液相分配系数的差异,氟离子通过物理或化学作用迁移至固体表面得以去除。优点是工艺流程简单,无二次污染,缺点是材料昂贵;处理容量小,再生困难。
5.电化学法
在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,将阴阳离子从水溶液和其他不带电组分中分离出来。优点是较高的除氟效率,选择性高。缺点是安装、维护过程成本高。