宁波处理生活污水设备 采购无中间环节

集成电路企业在生产过程中会产生大量的含氟废水，排入水体会对生态环境造成极大的危害，人体过量摄入氟会引起氟斑牙、氟骨症等，严重者还会引起急性氟中毒，因此必须对含氟废水进行处理，达标排放。目前处理含氟废水的主要方法有：化学沉淀、吸附、离子交换、反渗透和纳滤等，此外，电絮凝和电渗析也受到广泛的关注。混凝沉淀法具有运行成本低、去除效率高和工艺技术成熟等优点，已被广泛用于工业废水除氟。

聚硅酸盐类混凝剂因具有良好的絮凝性能而受到广泛研究。许友泽等制备了聚硅酸铝铁-二甲基二烯丙基氯化铵复合絮凝剂处理含铊废水。王爱民等制备了聚硅酸铝铁混凝剂用于洗煤废水的cod和浊度去除。王润楠等研究了聚硅酸铝镁-羧甲基纤维素钠复合絮凝剂对模拟江水的色度和浊度的去除效果。郭雷等研究了聚硅酸铝铁对饮料废水cod的去除效果。为了强化混凝效果，一些研究者将纳米材料引入混凝剂中。蔡靖等采用纳米sio2与聚合硫酸铝复配，提高了污水的cod去除率。戴红玲等制备了纳米fe3o4与fecl3的复合混凝剂，对垃圾渗滤液的cod、色度均具有良好去除效果。目前，将纳米材料与混凝剂复配用于处理含氟废水还鲜见报道。

本工作制备了纳米sio2-聚硅酸铝铁复合混凝剂，先用cacl2对高浓度含氟废水进行一级处理，探讨了不同ph条件对cacl2除氟效果的影响；然后采用自制复合混凝剂进行二级处理，考察了复合混凝剂在不同废水ph和不同混凝剂加入量条件下的除氟效果，并与聚合氯化铝（pac）的除氟效果进行了对比；分析了复合混凝剂中铁铝的形态。

1、实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

含氟废水取自深圳市某集成电路生产企业，水质指标：ρ（f－）420.0mg/l，cod31.4mg/l，tp35.2mg/l，tn110.1mg/l，ρ（nh4+）22.0mg/l，ss8.1mg/l，ph12.9，属于高浓度含氟废水。

硅酸钠、硫酸铁、硫酸铝、硬脂酸钠、硫酸、naoh：均为分析纯；pac：工业级；纳米sio2：粒径（15±5）nm。

rhbasic型磁力搅拌器；905型电位滴定仪。

1.2 实验方法

1.2.1 复合混凝剂的制备

分别配制0.5mol/l硅酸钠溶液、1.0mol/l硫酸铁溶液和1.0mol/l硫酸铝溶液。取25ml硅酸钠溶液，用2mol/l的硫酸溶液调节溶液ph至4，静置2h。分别加入50ml硫酸铝和硫酸铁溶液，然后加入0.01g硬脂酸钠，再加入0.1g纳米sio2，搅拌30min，静置熟化24h，即得到复合混凝剂。

1.2.2 除氟实验

取500ml含氟废水，用2mol/l的硫酸溶液调节含氟废水ph为一定值，磁力搅拌，转速为200r/min，按照ca与f摩尔比为1加入一定量的浓度为1mol/l的cacl2溶液，搅拌，不同反应时间取样测定ρ（f－），计算f－去除率。

取cacl2处理后的含氟废水，用200g/l的naoh溶液调节废水ph为一定值，分别加入一定量的自制复合混凝剂，搅拌，不同反应时间取样测定ρ（f－），计算f－去除率。取相同条件的cacl2处理后含氟废水，分别加入一定量的pac，考察其除氟效果。

1.3 分析方法

采用gb7484—1987《水质氟化物的测定离子选择电极法》测定ρ（f－）；采用ferron络合比色法测定混凝剂中铁铝各形态的含量，将混凝剂中铝和铁分为ala、alb和alc及fea、feb和fec几种形态，其中：ala和fea分别代表铝和铁的自由离子和单体羟基配合物；alb和feb分别代表铝和铁的低聚合度的多核羟基配合物；alc和fec分别代表铝和铁的高聚物。

2、结果与讨论

2.1 废水ph对cacl2除氟效果的影响

废水ph对cacl2除氟效果的影响见图1。

由图1可见：加入cacl2后，废水中ρ（f－）迅速降低，5min后ρ（f－）趋于稳定；废水ph对除氟效果影响很大，当废水ph由4.5升至8.5时，废水中ρ（f－）缓慢上升，废水ph继续升高，废水中ρ（f－）显著提高。理论上采用cacl2可将ρ（f－）降至7.9mg/l，但实际上由于受废水ph、搅拌强度等影响，ρ（f－）一般只能降至20~30mg/l。当废水ph为4.5时，ρ（f－）低降至25.0mg/l，f－去除率达94.0%；当废水ph为10.5时，ρ（f－）低降至41.0mg/l；而不调节废水ph时，ρ（f－）低降至54.0mg/l。当废水ph过高时，ca2+与oh生成ca（oh）2，使ca2+浓度降低，并影响了caf2的溶解度，从而导致废水ρ（f－）升高。综合考虑，采用cacl2对含氟废水进行一级处理时调节废水ph为8.5较适宜，处理后的废水中ρ（f－）为26.5mg/l。

2.2 复合混凝剂的除氟效果

在cacl2处理后废水中加入复合混凝剂，发现胶体颗粒迅速形成，随着搅拌不断进行，胶体逐渐变大，反应停止后，胶体迅速沉降。废水ph和复合混凝剂加入量（以复合混凝剂与废水体积比计）对f－去除效果的影响见图2。由图2可见，复合混凝剂除氟速率较快，在10min内ρ（f－）基本稳定。复合混凝剂中的铝离子和铁离子会逐级水解和羟基聚合反应，铝盐会立即发生水解反应生成al（2oh）2+4、al（3oh）4+5、al1（3oh）7+32等水解产物，铁盐水解过程中会形成较多的多核水合聚合物，如fe2（oh）4+2、fe3（oh）5+4及一些高分子聚合物，并吸附在颗粒物表面，产生吸附架桥作用。同时这些聚合物呈正电性，与负电性的f－产生静电吸附。加入硅酸盐聚合会产生二聚物（si2o（3oh）2-4）、三聚物（si3o5（oh）3-5）、四聚物（si4o8（oh）4-4）等，会增强混凝剂的混凝能力，并增大混凝胶体的尺寸。同时，引入聚硅酸后，硅-铝水解复合物有助于高分子聚合物的形成并提供吸附架桥作用，有利于f－的去除。另外，纳米材料比表面积大，可强化絮凝性能。

在废水ph为11.5、复合混凝剂加入量为0.50%的佳条件下，处理60min后废水中ρ（f－）降至5.7mg/l。

2.3 复合混凝剂中铝铁各形态的含量

复合混凝剂中铁各形态的含量为fea92.5%、feb5.9%和fec1.6%，铁的各形态含量与张景香报道的混凝剂中铁的各形态含量大致相当。复合混凝剂中铝各形态的含量为ala76.5%、alb14.7%和alc8.8%，其中ala含量相对较高，alb和alc含量相对较低，而与本实验制备的混凝剂相比，tzoupanos等研发的混凝剂中ala含量相对较低（53%），alb和alc含量相对较高（22%和25%）。