含氟废水广泛来源于矿石开采、铝加工等行业,其氟化物排放常超标,国家污水综合排放标准要求氟离子浓度小于10mg/L,饮用水则需低于1mg/L。目前主流处理方法为沉淀法与吸附法,但均存在局限:化学沉淀法虽成本低,却因石灰利用率低,处理后氟含量难达一级标准,且泥渣处理不便;吸附法仅适用于低浓度废水,接触床频繁再生导致运行成本高。此外,冷冻法等技术因效率与成本问题,难以工业推广。
絮凝气浮新工艺采用“絮凝—气浮—吸附”结合模式,核心借助铝离子三重作用除氟:一是生成的无定性Al(OH)₃(am)原体通过氢键吸附氟离子;二是聚阳离子及Al(OH)₃(am)沉淀中的OH⁻与F⁻发生等电荷离子交换;三是F⁻与Al³⁺形成多种络合物沉淀。絮凝产生的絮状物经气浮分离,出水再经砂滤和活性炭吸附后排放。
某半导体厂应用实例显示,其含氟废水平均进口浓度165.54mg/L,pH=2.39,日排放量50m³。处理时,废水先入调节沉淀池,再泵入絮凝反应池,投加NaOH、聚铝及PAM助凝剂,控制pH在7左右,反应15分钟后流入气浮分离池。溶气水将沉淀物托为浮渣刮除,清液部分回流作溶气水,其余经砂滤和活性炭吸附后排放。
监测表明,该设施出水pH稳定在6.5~7,氟离子浓度低于5mg/L,除氟效率达98.9%,满足一级标准。经济评估显示,利用原有设施降低了总投资,运行费用仅0.50元/吨。该工艺优势显著:聚铝用量较传统铝盐减少一半,NaOH替代Ca(OH)₂减少泥渣量,解决了结垢与管路堵塞问题;气浮技术优化了固液分离,活性炭吸附则保障出水稳定达标。