燃煤電廠含氟廢水處理的研究

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燃煤電廠在濕式除塵過(guò)程中產(chǎn)生大量氟濃度高并且懸浮物（粉煤灰）超標(biāo)的廢水，如直接排放必然污染環(huán)境，因此，必 須對(duì)此進(jìn)行處理使之達(dá)到排放或回用的要求。含氟廢水的處理一般為吸附法、電凝聚法和混凝沉淀法等〔1～3〕。其中混凝沉淀法應(yīng)用最為廣泛。

　　粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排出的固體廢棄物，每10000kW發(fā)電機(jī)組排灰渣量約1萬(wàn)t，其中85%為粉煤灰。目前，我國(guó)堆放的粉煤灰達(dá)4億t以上，而且還以每年300多萬(wàn)t的速度在增加，而我國(guó)粉煤灰利用率不到30%，而用于研制PSAA混凝劑來(lái)處理含氟廢水的研究報(bào)道甚少。我們利用粉煤灰研制的PSAA混凝劑處理熱電廠含氟廢水，取得了較理想的結(jié)果，并達(dá)到了以廢治廢、資源綜合利用的目的。

　　1實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1儀器

　　DBJ—621型定時(shí)變速攪拌機(jī)；PXD—3型數(shù)字式離子計(jì)；PF—2型氟離子選擇電極；221型玻璃電極；FYX—1型高壓反應(yīng)釜。

　　1.2粉煤灰、含氟廢水的成分分析

　　實(shí)驗(yàn)用粉煤灰和含氟廢水取自湘潭電廠和株洲電廠，主要成分如表1和表2.

　　1.3試劑

　　8.21mg/mL（以Ca2+計(jì)）電石渣（原濃度為16.42%）；PSAA混凝劑（自制）：液體產(chǎn)品，pH值為2～3，有效濃度為6%，具體制備方法可參考文獻(xiàn)〔4〕。

　　1.4 實(shí)驗(yàn)方法 

　　用DBJ—621型定時(shí)變速攪拌機(jī)在6個(gè)1L的塑料燒杯中同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn),取C0=78mg/L的含氟廢水,改變電石渣用量、反應(yīng)時(shí)間、PSAA用量、靜置沉降時(shí)間等條件進(jìn)行試驗(yàn),取距液面25mm處的上清液測(cè)定水中F-濃度。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1投加電石渣對(duì)除氟效果的影響

　　2.1.1攪拌時(shí)間與除氟率之間的關(guān)系

　　 取含氟廢水,電石渣用量為160mg/L，與廢水充分混勻，靜置30min后上清液的水質(zhì)分析結(jié)果如圖1所示。由圖1可見(jiàn),反應(yīng)時(shí)間對(duì)除氟效果的影響較大，反應(yīng)時(shí)間短,除氟效率低，反應(yīng)速度快;時(shí)間長(zhǎng),速度慢。大部分F-是在加入電石渣后反應(yīng)20min之內(nèi)去除的,反應(yīng)時(shí)間再長(zhǎng)對(duì)除氟無(wú)明顯的影響,因此選擇反應(yīng)時(shí)間為20min。

　　2.1.2不同電石渣用量下的除F-結(jié)果取含氟廢水水樣，加入一定量的電石渣,反應(yīng)時(shí)間為20min，靜置30min,電石渣用量對(duì)除氟效果的影響見(jiàn)圖2。從圖2可看出，電石渣用量越大，上清液中殘余的F-濃度越小但pH值會(huì)逐漸升高。根據(jù)殘F(tuán)-濃度和上清液的pH值，我們選擇電石渣用量為80mg/L，這時(shí)殘余的F-濃度為25mg/L，pH值為8.5。然后加PSAA進(jìn)一步處理。

　　2.2PSAA用量對(duì)除氟效果的影響

　　取一定的廢水,電石渣用量為80mg/L，反應(yīng)時(shí)間為20 min，加PSAA混凝劑后反應(yīng)20min,PSAA的用量對(duì)除氟效果的影響見(jiàn)圖3所示。從圖3可看出,隨著PSAA用量的增加，殘余F-離子濃度逐漸降低。當(dāng)PSAA的用量大于30mg/L以后，殘余的F-離子濃度幾乎不變,這時(shí)上清液中殘余的F-為23mg/L，F(xiàn)-去除率達(dá)97%，pH值為7.5，同時(shí)測(cè)得SS的去除率為96.5%。引起這些變化的主要原因是與PSAA的性質(zhì)和它的除氟機(jī)理有關(guān)。

 

　　2.3混凝沉降時(shí)間對(duì)除氟效果的影響

　　取25mg/L的預(yù)除氟廢水在6個(gè)1L的燒杯中同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，各加入30mg/L的PSAA混凝劑，快攪拌1min，慢攪5min，沉降不同的時(shí)間，再分別測(cè)定上清液中的含氟量。結(jié)果表明，上清液中殘余含氟量隨著沉降時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，當(dāng)沉降時(shí)間達(dá)20min后，水中殘余含氟量趨于一固定值，表明PSAA已基本完成了沉淀、絡(luò)合、凝聚和絮凝等過(guò)程，由于PSAA是在酸性條件下制備的，酸浸液中已經(jīng)有相當(dāng)一部分的Ca2+離子，能夠與F-生成沉淀；當(dāng)PSAA投入到堿性介質(zhì)中，Al3+、Fe3+等都能形成多核羥基絡(luò)正離子對(duì)F-離子具有吸附和絡(luò)合作用以及對(duì)水中的懸浮物具有脫穩(wěn)作用；在無(wú)機(jī)高分子聚硅酸的橋連網(wǎng)捕下，將細(xì)小的膠粒聚集成大的絮團(tuán)而迅速沉降。所以PSAA混凝劑具有良好的除氟和凈水效果。PSAA混凝劑的除氟機(jī)理是沉淀、絡(luò)合、凝聚和絮凝等多種作用于一體，是良好的除氟、凈水劑。

　　3結(jié)論

　　利用電石渣及從粉煤灰研制的PSAA混凝劑處理熱電廠含氟廢水，能夠使含氟為78mg/L的原水經(jīng)兩級(jí)除氟后，氟去除率達(dá)97%，出水含氟量降至工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)以下可用于熱電廠的除塵水或冷卻水。用本法除氟與其它除氟法相比，就地取材，操作簡(jiǎn)單，處理后的水質(zhì)達(dá)到了回用的要求。實(shí)現(xiàn)了以廢治廢、減少環(huán)境污染、綜合利用的目的，為熱電廠廢棄資源的綜合治理提供了理論依據(jù)。