【摘 要】
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随着现代化工业的发展,氟化物消耗量急剧增加,不可避免的会产生大量含氟废水及污泥。氟资源属不可再生资源,若能寻找适宜、高效的资源化处理技术,对此类含氟废物再利用,则对生态环境以及氟工业的可持续发展具有重大意义。本研究以含氟废水和污泥为研究对象,通过钙盐沉淀法和分步分离法,完成含氟废物资源化利用研究,并进行技术效益分析。在此基础上,将含氟废物资源化利用技术应用于实际工程,进行可行性探索。以光伏行业所排
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随着现代化工业的发展,氟化物消耗量急剧增加,不可避免的会产生大量含氟废水及污泥。氟资源属不可再生资源,若能寻找适宜、高效的资源化处理技术,对此类含氟废物再利用,则对生态环境以及氟工业的可持续发展具有重大意义。本研究以含氟废水和污泥为研究对象,通过钙盐沉淀法和分步分离法,完成含氟废物资源化利用研究,并进行技术效益分析。在此基础上,将含氟废物资源化利用技术应用于实际工程,进行可行性探索。以光伏行业所排放含氟废水为原材料,研究在不同反应条件下工业氢氧化钙、工业碳酸钙和工业氯化钙对含氟废水资源化效果的影响。结果表明:氢氧化钙作为沉淀剂时,所得污泥中氟化钙纯度最高为95.62%,此时氟回收率仅39.45%;碳酸钙作为沉淀剂时,所得污泥中氟化钙纯度最高为96.71%,此时氟回收率为69.37%,资源化效果较好;氯化钙作为沉淀剂时,氟回收率仅为40~50%,污泥中氟化钙纯度约为90%,资源化效果较差。选取碳酸钙体系进行正交实验,分析可知,对污泥中氟化钙纯度和氟回收率的各因素影响效果按大小次序为药剂量、初始氟离子浓度、反应时间,在制备氟化钙的最优工艺下所得污泥中氟化钙纯度为98.13%,氟回收率为81.72%。在此条件下处理氟离子浓度为1、2、5g/L的废水时,氟回收率均可达到65%以上,氟化钙纯度大于95%,表明该技术具有适用性。以光伏行业所排放含氟污泥为原材料,针对污泥中主要杂质硫酸钙、碳酸钙和二氧化硅,选用碳酸钠、盐酸和氢氧化钠对污泥进行分步处理。结果表明:对硫酸钙分离单元各因素影响效果按大小次序为反应时间、药剂量、反应温度、液固比,在最优反应条件下硫酸钙去除率为62.58%。对碳酸钙分离单元各因素影响效果按大小次序为反应时间、药剂量、反应温度、液固比,在最优反应条件下去除率为94.32%。对二氧化硅分离单元各因素影响效果按大小次序为反应时间、药剂量、液固比、反应温度,在最优反应条件下去除率为97.08%。实验中二氧化硅和碳酸钙分离效果较好,约60%硫酸钙完成转化。按照CaSO4-CaCO3-SiO2分离顺序在最优反应条件下对污泥进行处理,最终产品中氟化钙纯度稳定在95%左右,回收率大于80%。对生产企业而言,两种资源化利用技术均可降低含氟废物处置成本,但含氟废水资源化利用技术更具经济效益,因此将该技术应用于实际工程。针对某光伏企业所排放含氟废水(F-=2738mg/L),采用两级沉淀-反硝化-AO工艺对含氟废水完成资源化和达标处理。该工程出水F-稳定在8mg/L以下,每年可回收氟化钙4745吨,资源化所带来效益使废水处理成本降至5.2元/吨。该工程的成功实施证明了该技术具有一定的可行性和经济性,有效减轻了生产企业的环保压力,为以后含氟废水的资源化利用提供了理论依据和技术参考。
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