晶种法处理高浓度含氟废水研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要摘要随着现代工业的发展，含氟原料在氟化工、铝电解、玻璃制造等部门的应用日益广泛，含氟废水的排放量逐年增加，对动植物、土壤和人体都造成了严重的危害。目前，含氟废水处理方法主要包括化学沉淀法、絮凝沉淀法、吸附法等等。其中石灰沉淀法因其工艺简单、操作简便、成本低廉等优点受到了最广泛的应用。该方法存在的问题是：沉淀过程中石灰利用率低、CaF2污泥含水率高且不能回收利用；出水总氟浓度不稳定，在实际过程中往往需要与絮凝沉淀工艺组合，造成污泥渣量大。针对传统化学沉淀法处理含氟废水中存在的诸多问题，本文以沉淀物结晶理论为基础，提出了晶种法处理含氟废水

2、的实验思路，即在氟化钙晶种存在下，将废水和沉淀剂混合，使氟离子和钙离子异相成核生长成为粗颗粒氟化钙。通过自行设计的晶种法实验装置进行了一系列实验，主要研究结论如下：CaF2沉淀一溶解平衡的热力学研究表明，沉淀过程中生成的氟化钙粒度对除氟效果有重要影响，氟化钙粒度越大，其溶解度越小，出水总氟浓度越低。在晶种存在的条件下，通过调节反应溶液的pH(pH<7)和Ca／F(O．5

3、mg／L以内，氟化钙污泥含水率低于40％，沉降性较好，氟回收率高于99％。采用晶种一絮凝的组合方法对晶种法出水进行了深度处理，出水总氟浓度低于10mg／L，静置10min后浊度低于10NTU。以上结果表明，晶种法既可以实现出水总氟浓度达标又能回收氟化钙污泥，是一种有效的高浓度含氟废水的处理及氟资源的回收方法。关键词含氟废水，氟化钙，晶种，沉淀中南大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofmodemindustry,theapplicationsoffluorine-containingrawmaterialsaremoreand

4、moreextensiveinfluorineindustry,aluminumelectrolysis，glassmanufacture，etc．Thedischargeoffluorine-containingwastewaterisincreasingyearbyyear，causingseriousharmtothepropagations，soilandhuman—beings．Atpresent，thetreatmentmethodsoffluoride—containingwastewatermainlyincludechemicalpreci

5、pitation，flocculationsettling，adsorption，andSOon．Comparedwithothermethods，chemicalprecipitationmethodhasbeenmostwidelyusedbecauseoftheadvantageofsimpleprocess，easyoperationandlowcosts．Thismethodhassuchproblems：limeutilizationislow,moisturecontentofCaF2ishighandCaF2couldnotberecover

6、ed；theFconcentrationineffluentisunstable，itoftenneedstobecombinedwithflocculationprocess，whichgeneratesalargeamountofCaF2sludge．Aimingattheseproblemsintraditionalchemicalprecipitationprocess，seedingmethodwasproposedbasedoncrystallizationtheoryinthispaper．Accordingtoseedingmethod，wa

7、stewaterandprecipitantweremixedintheexistenceofCaF2seed，andthenfluorideandcalciumwouldgrowintolargeCaFzparticlebyheterogeneousnucleation．Inthisstudy,aseriesofexperimentswereinvestigatedwiththeindigenousdesigneddevice，themainconclusionsareasfollows：Accordingtothethermodynamicsstudyo

8、fprecipitationdissolutione