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废水处理中含有氢氟酸处理方式
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发表时间:2017-06-29 08:54

  光伏行业生产光伏电池时,为了腐蚀硅表面的氧化层,生产工艺中会用到大量的氢氟酸,因而,会产生大量的含有氢氟酸的废水,从而对环境造成污染。为了减少污染,保持我国光伏行业的可持续发展,对含氢氟酸的废水进行处理和回用具有巨大的经济和社会效益对于含氟工业废水,一般采用沉淀法,即向废水中投加石灰,使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点,但处理后的水通常只是达标排放,纯净度很低,几乎不能回用,造成大量水资源的浪费;另一种方法是直接采用反渗透膜法处理氢氟酸废水,但是因为氢氟酸跟水的极性非常相似,透过率很高,使得处理后的产出的水的纯净度较低,达不到水的回用标准,无法实现回用,且其采用氢氧化钠中和,再反渗透,会引入大量离子,不但增加反渗透膜的处理负担,而且氢氧化钠的用量较大,制水成本很高。因此,目前仍然存在氢氟酸废水处理后的回收率、产出的水的纯净度较低且成本较高的问题。    

鉴于此,有必要提供一种回收率较高、产出的水的纯净度较高且成本较低的氢氟酸废水的处理方法。一种氢氟酸废水的处理方法,包括如下步骤:在容器中加入氢氟酸废水的原液,并在所述氢氟酸废水的原液中加入沉淀剂,直至氢氟酸废水的pH值为11 12,取上层液,其中,所述沉淀剂为质量比为1:0.1 0.15石灰乳与烧碱的混合物或石灰乳;在所述上层液中加入氢氟酸废水的原液,调节pH值至6 8,接着加入混凝剂,混合沉淀后,取上清液;将所述上清液依次使用过滤器初滤、错流式超滤膜过滤分离,得到浓水及过滤水,在所述过滤水中加入阻垢剂后,再经反渗透膜过滤分离,得到废液及回用水;及将所述浓水与一部分所述废液通入所述容器中,并与所述氢氟酸废水的原液混合,且另一部分所述废液排出。在其中一个实施例中,所述混凝剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺或水合硫酸铝;加入的所述混凝剂的浓度为IPPM 50PPM。在其中一个实施例中,所述阻垢剂为超纯牌型号为MPC8668的反渗透膜专用阻垢剂;且加入的所述阻垢剂浓度为IPPM 50PPM。在其中一个实施例中,所述过滤器为三级过滤器。在其中一个实施例中,所述错流式超滤膜为截留分子量I万道尔顿 100万道尔顿的错流式超滤膜。在其中一个实施例中,所述反渗透膜为陶氏BW30-365型反渗透膜。在其中一个实施例中,所述浓水与所述过滤水的质量比为5 20:80 95。在其中一个实施例中,回流的所述废液与排出的所述废液的质量比为10 30:2  10。在其中一个实施例中,加入所述混凝剂后混合沉淀的时间为10分钟 120分钟。上述氢氟酸废水的处理方法通过先在氢氟酸废水的原液中加入沉淀剂,直至氢氟酸废水的PH值为11 12,且沉淀剂为质量比为1:0.1 0.15石灰乳与烧碱的混合物或石灰乳,从而最大限度的除去氢氟酸废水中的氟离子及重金属离子,然后加入氢氟酸废水的原液调节PH值为6 8以使钙离子充分沉淀,并依次通过过滤器、错流式超滤膜及反渗透膜过滤,过滤器进行初滤,错流式超滤装置采用错流方式过滤分离,使浓水回流与氢氟酸废水的原液再次处理,浓水中的不易沉降的细微颗粒能够成为新结晶的氟化钙晶体的核心,有利于形成较粗大的颗粒,易于沉淀,同时减少水中的微粒,减少对超滤膜的污染并有利于提高回用水的纯净度;而反渗透膜过滤分离后,将一部分废液回流与氢氟酸废水的原液混合循环处理,使废液中的钙离子与氢氟酸废水中氟离子沉淀,同时除去了回流的废液中的钙离子,有效地降低了钙离子的含量,且通过排放另一部分废液,可以排除足够多的循环废液所积累的可溶盐,降低水中的含盐量,降低反渗透膜的处理负担,不仅能够有效地提高了氢氟酸废水处理后的回收率及回用水的纯净度;且浓水与一部分废液的回流与氢氟酸废水的原液混合循环处理可增加系统回收率,还可以减少系统废液的排放量,达到节能减排的目的;且沉淀剂为质量比为1:0.1 0.15的石灰乳与烧碱的混合物或石灰乳,极大的减少了烧碱的使用量,由于石灰乳与烧碱相比价格非常便宜,从而极大地降低了运行成本,具有极大的经济效益。将大量氟离子通过沉淀剂沉淀后,大量杂质通过沉淀方式去除,能大幅减少水中总的离子浓度,这样就大大降低了反渗透膜的截留负荷,可大幅减小反渗透膜的进水压力,节约大量能耗;同 时提高反渗透膜的产水质量和延长膜的使用寿命。氟离子及金属离子等杂质被沉淀后,水中离子浓度较低,就能降低废液排放量,提高回收率。因此,上述氢氟酸废水的处理方法能够提高回收率、产出的水具有较高的纯净度且成本较低。

还有几种典型的方法有石灰沉淀法、磷酸盐沉淀法和冰晶石沉淀法。对于较高浓度的含氟废水,投加石灰,使废水中的F-以CaF2形式去除是经典的技术。石灰价格便宜,但溶解度较差,只能以乳液形式投加。采用可溶性钙盐代替石灰,虽然最终都是以难溶性氟化钙加以固定,但是二者有实质性的差别。磷酸盐沉淀法,即在含氟废水中加入可溶性钙盐(CaCl2),并用碱液调pH值 后反应0.5小时,加入磷酸盐后再次调节pH值,使F-生成Ca(PO4)6F2而达到除氟的目的。其它方法,如冰晶石沉淀法,采用在含氟废水中添加比F-反应当量少的可溶性铝盐和反应当量程度的可溶性钠盐,在pH3~4的条件下混合2小时后,可生成Na3AlF6沉淀。由于冰晶石的溶解度为194mg/L,因此余F-需进行深度处理以满足排放要求。

  无论采用钙盐沉淀法或其他的沉淀法,常常需要解决如何有效克服氟化物胶体性质,使之达到快速絮凝和提高固液分离效果的问题。常采用的无机絮凝剂有铝盐和铁盐两大类。铝盐和铁盐除氟是基于它们在水中水解形成吸附能力很强的絮凝氢氧化物沉淀,可以吸附废水中的F-,或利用F-能与Al3+、Fe3+等阳离子形成络合物。但铁盐的强酸性和强氧化性对设备有腐蚀性等缺点,铝盐的除氟效果易受原水中的各种阴离子的影响,因而目前倾向采用聚合硫酸铁、聚合铝作为简单的铝铁盐代替品,拥有较好的除氟效果。    

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