工业废水中氟化物的去除方法及应用

来源：凡清

时间：2025-6-7

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氟化物广泛存在于半导体制造、电镀、光伏、玻璃及农药生产等工业废水中，浓度常达100~10，000 ppm。若直接排放，将引发水体酸化、土壤退化，并通过食物链导致人体氟斑牙、氟骨病等健康风险。各国对此严控排放标准：排入管网需低于20 ppm，排入自然水体则需小于5 ppm，部分区域甚至要求≤2 ppm。

一、主流处理技术及应用场景

1. 化学沉淀法：高浓度氟废水的首选  

向废水中投加石灰（Ca(OH)₂）或电石渣，使氟离子形成氟化钙（CaF₂）沉淀。该方法成本低廉、操作简单，但受限于CaF₂溶解度（理论残留氟7.9 mg/L），单级处理仅能将氟降至15~20 mg/L，且沉淀颗粒细微、沉降缓慢。为提高效率，常采用两项优化：

（1）同离子增效：补充氯化钙（CaCl₂），利用Ca²⁺浓度升高进一步降低CaF溶解度；

（2）替代药剂：以电石渣（含60% Ca(OH)₂）替代石灰，沉降速度提升2~3倍，实现“以废治废”。

2. 吸附法：低浓度深度净化的核心  

适用于氟浓度<30 mg/L的废水，通过吸附剂选择性捕获氟离子。常用材料包括：  

（1）活性氧化铝：成本低但需酸性环境，易溶铝污染；  

（2）稀土吸附剂：效率高却价格昂贵；  

（3）特种树脂（如Tulsimer CH-87）：搭载氟选择性官能团，可将氟浓度降至1 ppm以下，再生采用铝盐溶液（10~15%浓度）。此法灵活性高，但吸附剂再生成本与寿命是关键考量。

二、前沿技术与组合工艺

膜分离技术（反渗透、电渗析）虽能深度除氟，但需低盐预处理且膜易污染，仅适合小规模高标排放需求。微生物除氟法环境友好，但抗盐性差（NaCl>4 g/L即失效），目前仅限实验室研究。

为兼顾经济性与达标率，组合工艺成为工业主流：

1. 沉淀+混凝沉降：石灰初步除氟后投加铝盐絮凝剂（如PAC），使细微Ca絮凝成大颗粒，沉降速度倍增，氟浓度可稳定降至8~10 mg/L；  

2. 智能加药+陶瓷膜过滤：通过实时监测动态调节钙盐投加量，结合陶瓷超滤截留亚微米级沉淀，省去传统沉淀池，占地减少40%，运维成本降低30%。

随着环保标准趋严，未来技术将聚焦于资源回收（如提纯CaF₂用于冶金）与绿色材料（高效可再生吸附剂）的开发。当前实践中，企业需依据水质、成本及排放标准，以“沉淀筑基、吸附提效”为原则，构建定制化除氟体系，方能实现环境效益与经济效益的双赢。