在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動下，鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)向好，我國大型鋼鐵集團(tuán)根據(jù)市場需求適時調(diào)整產(chǎn)量和產(chǎn)品，增加高效益產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售規(guī)模，不斷激發(fā)鋼鐵板塊創(chuàng)效能力。與此同時，也出現(xiàn)了新的環(huán)境問題，這其中危害最為嚴(yán)重的是生產(chǎn)系列衍生化學(xué)品過程中所產(chǎn)生的含氟廢水。就一般情況而言，鋼鐵衍生化學(xué)品生產(chǎn)過程中排放出的含氟廢水中的F-濃度從幾十到幾千ppm 不等。過量F-的排放會對環(huán)境造成極大的污染，危害動植物的正常生長，對人體健康也會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，工業(yè)含氟廢水除氟工藝研究一直是環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。

　　目前，國內(nèi)外處理含氟工業(yè)廢水的主要方法化學(xué)沉淀法、混凝沉降法、吸附法、電凝聚法、反滲透法、離子交換法、電滲析法和膜分離法等。這其中，應(yīng)用較為廣泛的工藝方法是吸附法和混凝沉淀法。本文主要介紹了采用混凝沉降聯(lián)合離子交換工藝處理含氟廢水的工程實例。

　　1 工程概況

　　該工程為某鋼鐵集團(tuán)公司焦化廢水除氟處理項目，設(shè)計每天運(yùn)行24小時，污水處理裝置年運(yùn)行按照8400小時設(shè)計，處理量為520m3/h。

　　設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

　　注：氯離子絕對升高濃度不超過200mg/L。其它生物脫氮系統(tǒng)出水指標(biāo)無影響，包括COD，氨氮、總氰化物、酚、氰、油，總氮等

　　2 工藝流程

　　本技術(shù)方案主要考慮含氟廢水處理工藝處理，使其達(dá)標(biāo)排放。廢水中主要污染物為：F-、酸、堿等。本工程F 離子濃度為100mg/l，考慮采用鈣法化學(xué)混凝沉淀法反應(yīng)除氟。考慮到反應(yīng)后形成的CaF2 較難沉淀，因此本工程采用“鈣法+高密度沉淀池工藝+過濾+離子交換法深度除氟工藝”整體工藝路線，從而達(dá)到工業(yè)廢水氟離子的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.1 工藝流程圖

　　2.2 工藝流程說明

　　(1)調(diào)節(jié)池

　　調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，保證進(jìn)水的均勻，避免造成后續(xù)負(fù)荷沖擊。

　　(2)混凝反應(yīng)+高密度澄清池系統(tǒng)

　　混凝反應(yīng)主要作用是通過調(diào)節(jié)PH 值后投加藥劑，以去除氟離子，高密度澄清池主要作用是降低原水中的懸浮物及部分有機(jī)物，同時結(jié)合加藥，可有效降低原水中的氟離子。它是集混凝、反應(yīng)、沉淀為一體的高效水處理設(shè)施。高密度澄清池由混合單元區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀及濃縮區(qū)和斜管分離區(qū)組成。濃縮區(qū)部分污泥自濃縮區(qū)用污泥泵排至污水處理廠污泥系統(tǒng)，部分循環(huán)至反應(yīng)池入口。

　　(3)過濾池

　　濾池主要是利用細(xì)孔性填料層(采用活性氧化鋁填料)截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清過濾的工藝過程，可去除2~5μm 以上的顆粒，以保證系統(tǒng)產(chǎn)水達(dá)到設(shè)計要求。過濾濾池是快濾池的一種形式，因為其濾料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料，故而也稱之為均粒濾料濾池。

　　(4)緩存池

　　主要是儲存過濾池產(chǎn)水，以便過濾池反洗及維后續(xù)離子交換提供動力。

　　(5)離子交換法深度除氟系統(tǒng)

　　利用離子交換樹脂針對陰離子的吸附原理，進(jìn)一步降低廢水中的氟離子，以保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　通常采用的離子樹脂有凝膠型和大孔型兩種。

　　凝膠型樹脂是高分子骨架結(jié)構(gòu)，無水狀態(tài)下內(nèi)部無毛細(xì)孔。遇水后，凝膠型樹脂濕潤膨脹，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)微小的孔隙，我們稱之為顯微孔。濕潤樹脂的平均孔徑為2～4nm(2310-6～4310-6mm)，直徑一般為0.3～0.6nm。凝膠型樹脂較適合用于吸附無機(jī)離子，但不能吸附大分子有機(jī)物質(zhì)。

　　大孔型樹脂是多孔海綿狀骨架結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)部有大量的永久存在的微細(xì)孔和大網(wǎng)孔。遇水濕潤后，大孔型樹脂的孔徑可達(dá)100～500nm，孔道表面積可超過1000m2/g。此樹脂內(nèi)部的孔隙多、表面積大、活性中心多、離子擴(kuò)散速度快，對比凝膠型樹脂離子，它的交換速度快約10 倍。大孔樹脂的優(yōu)點還有：耐熱耐冷、耐溶脹，耐氧化，耐磨損，不易碎裂。不僅如此，而且由于它對有機(jī)大分子較易吸附，因而抗污染力強(qiáng)，并且易再生，本項目中采用大孔型樹脂。

　　(6)污泥濃縮池

　　用于系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和渣，通過進(jìn)一步濃縮后再通過污泥壓濾機(jī)脫水，泥餅外運(yùn)處理，壓濾液回中間池進(jìn)一步處理。

　　3 構(gòu)筑物清單

　　本項目廢水處理站主要構(gòu)筑物，見表2。

　　4 結(jié) 語

　　本方案依據(jù)焦化廠含氟廢水的特性，采用混凝沉降聯(lián)合離子交換工藝處理含氟廢水，在保證廢水出水達(dá)標(biāo)的前提下，最大限度地降低離子交換樹脂的負(fù)荷，大大降低了噸水處理成本、提高了工程使用壽命，能夠為我國含氟廢水處理的設(shè)計提供借鑒。