电石渣处理含氟废水

电石渣处理含氟废水电石渣处理含氟废水 引言 1 含氟废水主要来自于磷肥行业 玻璃生产 有机氟生产 电子 原件生产 电镀 铝制造业等 有些行业排放的废水中氟含量 高达 4000 12000mg l 含氟废水的治理一般分为沉淀法和吸 附法 按药剂使用可分为石灰沉淀法 石灰铝盐法 石灰镁盐 法 羟基磷灰石沉淀法 离子交换法 电渗折法 利用电石渣 处理含氟废水 效果与石灰法类似 但处理效果优于石灰法 且沉渣易于脱水和沉淀 以废治废 可以降低处理成本 具有 其独特的优越性 处理原理 2 1 电石渣物理化学性能 电石渣是电石和水反应生成乙炔过程中排出的浅灰色细粒沉淀 物 主要来源于采用电 石法生产聚乙烯和醋酸乙烯产生的废渣 电石渣主要成分是 ca oh 2 是处理含氟废水的有效物质 同时 含有铝 镁 铁的氧化物 电石渣物理性能见表 1 化学成分见表 2 含 氟废水水质与排放量见表 3 表 1 电石渣主要物理性能 细度 颗粒组成 原始 水分 密度 g cm2 4900 孔 cm2 筛余 粒径 mm 0 1 粒径 mm 0 1 0 05 粒径 mm 0 05 0 01 粒径 mm 0 01 92 93 2 2 2 4 4 6 4 5 15 18 60 78 6 7 表 2 电石渣化学成分 成分 cao mgo ai2o2 fe2o3 sio2 烧失量 含量 63 93 1 27 0 50 0 96 7 90 24 30 表 3 含氟废水水质与年排放量 项目指标 排放量 f 酸度 ci 70000t a 3000 5000mg l 0 53 1 1 2 处理原理 电石渣处理含氟废水化学反应式如下 2hf ca oh 2 caf2 2h2o h2sif6 ca oh 2 casif6 2h2o casif6 2ca oh 2 2caf2 sio2 2h2o 理论上讲 18 时 caf2 在水中的溶解度是 16 3mg l ksp 18 25 2 7 10 10 折合含氟 7 7mg l 所以一般处理含氟废水 出水的极限值为 7 6mg l 但利用氯化钙的钙离子的同离子效 应 可进一步降低 caf2 在水中的溶解度 因而增加脱氟能力 所应生成的悬浮物经混凝沉淀后 可达标排放 电石渣处理含氟废水的处理效果在一定程度上取决于固液分离 效果 由于电石渣中和产生的氟化钙沉淀是一种微细的结晶 粒废水小于 3 m 的颗粒占 60 左右 不经凝聚难以沉降 从试验结果看 单独选用阴离子型聚丙烯酰胺 pam 沉淀效 果良好 研究认为 聚丙烯酰胺的羧酸基 cooh 电离为 coo 使链状分子沿长度分布负电荷而成为阴离子型 各负 电荷相互排斥而使分子伸展开来 更好地发挥粘接架桥作用 另名 中和反应产生的钙 镁等阳离子 特别过量的钙离子存 在 阳离子压缩微粒扩散层 降低胶体电位 而降低相互排斥 力 降低吸吸附物间排斥力 利于吸附架桥 处理工艺 3 1 处理工艺流程 含氟废水进入调节池均衡水质后 送水中和反应罐 与电石渣 进行反应 然后投加阴离子型聚丙烯酰胺絮凝 进入沉淀池 废水达标排放 污泥经脱水处理 工艺流程图见图 1 图 1 电石渣处理含氟废水流程框图 2 工艺条件的确定 1 处理后 ph 与氟化物关系曲线见图 2 图 2 处理后 ph 与氟化物关系曲线图 通过试验 确立处理后 ph 与氟化气关系曲线 可以看出反应 ph 控制在 6 5 9 2 之间 出水氟化物可达标 2 去除氟化物所需钙量与氟去除率的关系见图 3 图 3 钙用量与氟去除率关系曲线 3 废水中 ci 存在对除氟的影响 ci 能与 ca oh 2 迅速生成 caci2 当 ci 过量时 有利于向生 成 caci2 的方向移动 从而降低 caf2 的溶解度 使反应达到最 终稳定 试验结果表明 当废水中 hci0 4 时 反应 ph 控制难 度大 出水氟化物达不到要求 当废水中补充一定量的盐酸 hci0 45 出水中氟化物可达标 也充分证明 caci2 对 caf2 的同离子效应 4 絮凝剂用量选择和沉淀时间确定 经试验表明 选用 3 阴离子型水解聚丙烯酰胺 分子量 500 700 万 用量为 0 2 12mg l 废水 中和反应后经絮凝 剂的混合反应 进入沉淀池停留 2h 后基本稳定 实例分析 4 浙江衢化氟化学有限公司利用巨化电化厂 10 的电石渣浆 采 用上述确定的适宜工艺条件处理含氟废水 取得了成功 达到 了设计要求 1 处理过程特点 1 用机械搅拌强化中和反应 缩短中和反应时间 采用带搅 拌的中和反应罐 选用钢衬 hfp 材质 搅拌转速 200r min 反 应 30min 可完成 2 投加 pam 絮凝剂 提高沉淀效率 在进入沉淀池前设置 加药系统 确保良好的絮凝效果 3 电石渣浆中含少量 s2 等杂质 中和反应时产生 h2s 等气 体 影响操作环境 工艺流程设有酸雾处理塔 动力抽风 碱 洗工艺处理 2 运行效果 该套工艺自 1993 年投入运行以来结果表明 处理工艺合理 处 理净利效果显著 出水清澈 水质指标 ph f 远低于排放标准 氟去除率达到 99 以上 处理效果及运行费用见表 4 表 5 表 4 含氟废水处理效果 项目进水 出水 f mg l 酸度或 ph 3104 0 53 4 76 6 9 ph 表 5 原料 动力消耗情况 项目 费用 万元 年 pam 3 阴离子型 水 电 人工费 设备折旧费 5 2 6 4 23 3 50 结论 5 利用电石渣处理含氟废水 在 ph6 5 9 2 ci 浓率 0 45 条件下 含氟废水与电石渣作用 然后用聚丙烯酰胺絮凝 处理后废水 中的氟浓度可降至 7 6mg l 以下 经过工业含