電石渣處理含氟廢水

電石渣處理含氟廢水電石渣處理含氟廢水 引言 1 含氟廢水主要來自于磷肥行業(yè) 玻璃生產(chǎn) 有機(jī)氟生產(chǎn) 電子 原件生產(chǎn) 電鍍 鋁制造業(yè)等 有些行業(yè)排放的廢水中氟含量 高達(dá) 4000 12000mg l 含氟廢水的治理一般分為沉淀法和吸 附法 按藥劑使用可分為石灰沉淀法 石灰鋁鹽法 石灰鎂鹽 法 羥基磷灰石沉淀法 離子交換法 電滲折法 利用電石渣 處理含氟廢水 效果與石灰法類似 但處理效果優(yōu)于石灰法 且沉渣易于脫水和沉淀 以廢治廢 可以降低處理成本 具有 其獨(dú)特的優(yōu)越性 處理原理 2 1 電石渣物理化學(xué)性能 電石渣是電石和水反應(yīng)生成乙炔過程中排出的淺灰色細(xì)粒沉淀 物 主要來源于采用電 石法生產(chǎn)聚乙烯和醋酸乙烯產(chǎn)生的廢渣 電石渣主要成分是 ca oh 2 是處理含氟廢水的有效物質(zhì) 同時(shí) 含有鋁 鎂 鐵的氧化物 電石渣物理性能見表 1 化學(xué)成分見表 2 含 氟廢水水質(zhì)與排放量見表 3 表 1 電石渣主要物理性能 細(xì)度 顆粒組成 原始 水分 密度 g cm2 4900 孔 cm2 篩余 粒徑 mm 0 1 粒徑 mm 0 1 0 05 粒徑 mm 0 05 0 01 粒徑 mm 0 01 92 93 2 2 2 4 4 6 4 5 15 18 60 78 6 7 表 2 電石渣化學(xué)成分 成分 cao mgo ai2o2 fe2o3 sio2 燒失量 含量 63 93 1 27 0 50 0 96 7 90 24 30 表 3 含氟廢水水質(zhì)與年排放量 項(xiàng)目指標(biāo) 排放量 f 酸度 ci 70000t a 3000 5000mg l 0 53 1 1 2 處理原理 電石渣處理含氟廢水化學(xué)反應(yīng)式如下 2hf ca oh 2 caf2 2h2o h2sif6 ca oh 2 casif6 2h2o casif6 2ca oh 2 2caf2 sio2 2h2o 理論上講 18 時(shí) 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 所以一般處理含氟廢水 出水的極限值為 7 6mg l 但利用氯化鈣的鈣離子的同離子效 應(yīng) 可進(jìn)一步降低 caf2 在水中的溶解度 因而增加脫氟能力 所應(yīng)生成的懸浮物經(jīng)混凝沉淀后 可達(dá)標(biāo)排放 電石渣處理含氟廢水的處理效果在一定程度上取決于固液分離 效果 由于電石渣中和產(chǎn)生的氟化鈣沉淀是一種微細(xì)的結(jié)晶 粒廢水小于 3 m 的顆粒占 60 左右 不經(jīng)凝聚難以沉降 從試驗(yàn)結(jié)果看 單獨(dú)選用陰離子型聚丙烯酰胺 pam 沉淀效 果良好 研究認(rèn)為 聚丙烯酰胺的羧酸基 cooh 電離為 coo 使鏈狀分子沿長(zhǎng)度分布負(fù)電荷而成為陰離子型 各負(fù) 電荷相互排斥而使分子伸展開來 更好地發(fā)揮粘接架橋作用 另名 中和反應(yīng)產(chǎn)生的鈣 鎂等陽離子 特別過量的鈣離子存 在 陽離子壓縮微粒擴(kuò)散層 降低膠體電位 而降低相互排斥 力 降低吸吸附物間排斥力 利于吸附架橋 處理工藝 3 1 處理工藝流程 含氟廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)后 送水中和反應(yīng)罐 與電石渣 進(jìn)行反應(yīng) 然后投加陰離子型聚丙烯酰胺絮凝 進(jìn)入沉淀池 廢水達(dá)標(biāo)排放 污泥經(jīng)脫水處理 工藝流程圖見圖 1 圖 1 電石渣處理含氟廢水流程框圖 2 工藝條件的確定 1 處理后 ph 與氟化物關(guān)系曲線見圖 2 圖 2 處理后 ph 與氟化物關(guān)系曲線圖 通過試驗(yàn) 確立處理后 ph 與氟化氣關(guān)系曲線 可以看出反應(yīng) ph 控制在 6 5 9 2 之間 出水氟化物可達(dá)標(biāo) 2 去除氟化物所需鈣量與氟去除率的關(guān)系見圖 3 圖 3 鈣用量與氟去除率關(guān)系曲線 3 廢水中 ci 存在對(duì)除氟的影響 ci 能與 ca oh 2 迅速生成 caci2 當(dāng) ci 過量時(shí) 有利于向生 成 caci2 的方向移動(dòng) 從而降低 caf2 的溶解度 使反應(yīng)達(dá)到最 終穩(wěn)定 試驗(yàn)結(jié)果表明 當(dāng)廢水中 hci0 4 時(shí) 反應(yīng) ph 控制難 度大 出水氟化物達(dá)不到要求 當(dāng)廢水中補(bǔ)充一定量的鹽酸 hci0 45 出水中氟化物可達(dá)標(biāo) 也充分證明 caci2 對(duì) caf2 的同離子效應(yīng) 4 絮凝劑用量選擇和沉淀時(shí)間確定 經(jīng)試驗(yàn)表明 選用 3 陰離子型水解聚丙烯酰胺 分子量 500 700 萬 用量為 0 2 12mg l 廢水 中和反應(yīng)后經(jīng)絮凝 劑的混合反應(yīng) 進(jìn)入沉淀池停留 2h 后基本穩(wěn)定 實(shí)例分析 4 浙江衢化氟化學(xué)有限公司利用巨化電化廠 10 的電石渣漿 采 用上述確定的適宜工藝條件處理含氟廢水 取得了成功 達(dá)到 了設(shè)計(jì)要求 1 處理過程特點(diǎn) 1 用機(jī)械攪拌強(qiáng)化中和反應(yīng) 縮短中和反應(yīng)時(shí)間 采用帶攪 拌的中和反應(yīng)罐 選用鋼襯 hfp 材質(zhì) 攪拌轉(zhuǎn)速 200r min 反 應(yīng) 30min 可完成 2 投加 pam 絮凝劑 提高沉淀效率 在進(jìn)入沉淀池前設(shè)置 加藥系統(tǒng) 確保良好的絮凝效果 3 電石渣漿中含少量 s2 等雜質(zhì) 中和反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生 h2s 等氣 體 影響操作環(huán)境 工藝流程設(shè)有酸霧處理塔 動(dòng)力抽風(fēng) 堿 洗工藝處理 2 運(yùn)行效果 該套工藝自 1993 年投入運(yùn)行以來結(jié)果表明 處理工藝合理 處 理凈利效果顯著 出水清澈 水質(zhì)指標(biāo) ph f 遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn) 氟去除率達(dá)到 99 以上 處理效果及運(yùn)行費(fèi)用見表 4 表 5 表 4 含氟廢水處理效果 項(xiàng)目進(jìn)水 出水 f mg l 酸度或 ph 3104 0 53 4 76 6 9 ph 表 5 原料 動(dòng)力消耗情況 項(xiàng)目 費(fèi)用 萬元 年 pam 3 陰離子型 水 電 人工費(fèi) 設(shè)備折舊費(fèi) 5 2 6 4 23 3 50 結(jié)論 5 利用電石渣處理含氟廢水 在 ph6 5 9 2 ci 濃率 0 45 條件下 含氟廢水與電石渣作用 然后用聚丙烯酰胺絮凝 處理后廢水 中的氟濃度可降至 7 6mg l 以下 經(jīng)過工業(yè)含