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在天然水体之中，氟化物的存在相对广泛，当该物质浓度超标后会产生相应的危害，根据饮用主体、使用对象的不同，其危害程度也存在差异。以矿井污水为例，它与矿区生产用水、生活用水相关联，一旦发生氟超标现象，后果不堪设想。所以，在矿井污水处理方面，设置了相对严格的标准，需要使其满足地表水三类标准，同时，要求氟化物的质量浓度被严格控制1.0mg/l。现阶段，对矿井污水氟化物的检测技术相对多元、处理方式比较多样。本文以活性氧化铝除氟工艺为主展开具体讨论。

1、氟化物处理工艺概述

1.1 除氟方法

现阶段，国际市场、本土市场的除氟方法基本处于同一发展水平。主要包括以下几类：①化学法；②电化学法；③离子交换法；④反渗透法；⑤吸附法。而且，在不同的除氟方法下，又可以细分出不同的方法。以化学法为例，主要为混凝沉淀法。从实践经验看，矿井污水在不同的矿井类型下，水质会出现相应的差异，而且，受到开采方案、矿井坑道所处状态、地下岩层等多重因素影响。含氟污水流经坑道、排放到自然环境后，可能对土壤、水体、植物、人体等产生较大危害。所以，通常根据含氟废水的实际检测情况，选择相应的除氟方法与工艺，并配套相应的设备进行全面处理。

1.2 以吸附法和混凝法为例

1.2.1 低浓度氟化物吸附法

吸附除氟方法因成本低、吸附容量大、技术相对成熟等比较优势，获得了有效推广及应用。从应用情况看，一方面，吸附剂种类相对较多，可以根据实际除氟需求选择骨炭、活化沸石、活性氧化镁、活性氧化铝等不同类型。另一方面，吸附剂的应用效果在各方面获得了实证，适用于较大规模的除氟项目。例如，在美国的六种除氟方法中，就明确列举了活性氧化铝吸附剂，而且，在我国本土市场的科研成果方面，吸附氟化物容量相对较高的氧化锆树脂、羟基磷石灰等，也获得了较大关注。从原理方面看，该方法主要是利用吸附剂过滤层，对含氟污水进行过滤，并使其在相应的ph范围内达到除氟目的。该方法的化学方程通常记为：r2so4+2f-=r2f2+so42-。

1.2.2 高浓度氟化物混凝法

在吸附法使用过程中，存在吸附剂使用失效、成本增加、高浓度氟化物除去的问题。所以，在实际使用中，为了化解此类问题，大部分企业会根据吸附剂的再生方案，延长其应用时间、扩增除氟效用。现阶段，吸附法滤料再生环节使用的再生剂包括了氢氧化钠、硫酸铝、活性氧化铝等。本次研究中，主要以活性氧化铝滤料为准，对于再生过程中生成的高浓度氟化物，则主要采用石灰进行处理。具体而言，在氟化物的除去过程中，吸附法适用于低浓度氟。为了有效化解高浓度氟条件下的除氟目标，通常会配套的使用化学处理方法中的混凝沉淀法（也称混凝法），应用中主要包括两部分，一是通过氧化铝滤料吸附低浓度含氟废水，二是将脱附的高浓度含氟废水（量少）经药剂混凝沉淀去除，出水回到原水再经滤料吸附处理。

2、矿井污水氟化物的处理与分析

2.1 工程概况

以某矿井污水处理中，新建深度处理单元的处理能力为1000m3/d，深度处理单元的进水为现有矿井水处理单元的出水，根据监测数据，现有深度处理单元的进水水质在ph无量纲条件下：①cod≤20mg/l；②氟化物≤10.0mg/l。同时，要求对矿井污水处理后，达到《地表水环境质量标准gb3838—2002》Ⅲ类水标准。其中要求在ph无量纲条件下：①cod≤20mg/l；②氟化物≤1.0mg/l；③总磷≤0.2mg/l；④石油类≤0.05mg/l；⑤ph控制在6~9。通过现有水质与处理后的水质指标比较，需要将氟化物降低到1.0mg/l以下（含）。

2.2 矿井污水氟化物处理工艺与分析

2.2.1 矿井污水处理工艺

该煤矿矿井现有污水处理工艺主要以“预沉调节-絮凝沉淀-过滤-排放/回用”为准，正常情况下，其出水水质可以满足《地表水环境质量标准gb3838—2002》Ⅲ类水标准中的除氟以外其他物质的处理要求，可是，为了保障出水氟化物在标准要求以内，该矿需要再配套的设置除氟装置，并利用除氟工艺完成对氟化物的强化除去目的。

2.2.2 矿井污水除氟工艺

经细致剖析该煤矿矿井污水处理方案，明确强化除氟目标后，在原有的处理工艺基础上，新增了除氟工艺。具体如下：①当矿井水经原系统过滤处理后，进入了吸附除氟处理环节。本次研究中选择的吸附剂为活性氧化铝。②吸附剂使用时，达到饱和或失效时，配套使用吸附剂再生工艺，确保吸附剂的有效利用。具体的再生工艺过程以“反冲—再生—二次反冲—中和”四个阶段为准。③对于脱水后的高浓度氟进行处理，主要是在活性氧化铝滤料基础上应用石灰，形成高效混凝剂，以此达到除氟目的

调节池一用一备，每个池设计停留时间10h，用于调节水质水量。两个调节池用分配槽配水，分配槽安装在线电导率控制仪，当电导率≤10ms/cm，废水进1#调节池;当电导率>10ms/cm，即事故状态下，废水进2#调节池。调节池安装液位计，当水池到达低液位，处理自动停止，调节池提升泵出口安装流量计，用于统计处理水量。

2)反应槽。

反应槽安装在线ph计，控制碱投加量。为了保证重金属充分沉淀，反应槽配两级。主要用于中和酸、沉淀金属离子和氟离子。每个反应槽配一个搅拌机，槽底配有压缩空气曝气管，用于将二价铁离子氧化成三价铁离子遇碱生成更容易沉淀的氢氧化铁。

3)混凝槽。

混凝槽配两级，分别投加pac、pam等药剂，使生成的金属沉淀物更好的混凝沉淀。

4)澄清池。

该池采用混凝土结构，废水在重力作用下实现泥水分离，污泥由污泥泵排入污泥浓缩池，上清液自流入二级反应槽。

5)二级反应槽。

混凝槽，结构同一级反应槽，安装在线ph计投加石灰控制，ph在8.5左右，然后依次投加重金属捕捉剂、pac、pam再次混凝沉淀。

6)斜板沉淀池。

混凝槽出水进入二级斜板沉淀池，实现泥水分离，二级沉淀池污泥量很少，定期排入污泥浓缩池。

7)中间水池。

斜板沉淀池的出水以及收集的生活污水进入中间水池，调节水质水量，ph控制在6.5~8范围内，重金属总铬<1.5mg/l，总镍<1.0mg/l，总氮1200mg/l左右。中间水池安装在线的ph计和总氮计参与碳源的添加控制。

8)缺氧池。

缺氧池主要是进行反硝化脱氮处理，需要补充碳源和磷。碳源可以为甲醇或者葡萄糖，磷主要是85%的磷酸。加药量依据进水流量和进水总氮浓度等自动控制，同时控制好污泥回流比1:1.5。缺氧池安装在线orp计、污泥浓度计，用于实时监控缺氧池微生物生长情况。

9)好氧池。

好氧池两池并联运行，好氧池安装在线orp计，保证orp值控制在2~10，主要是消耗多余的甲醇等有机物，保证出水cod达标。

10)澄清池。

澄清池实现泥水分离，底部污泥一部分排入污泥浓缩池进行压滤处理，另一部分回流至厌氧池。回流量要根据缺氧池末端污泥浓度和好氧池sv30数据进行调控，从而保证系统污泥浓度稳定，澄清池出水自流入排放/回用水池。

11)排放/回用水池。

终处理废水排入排放/回用水池，一部分排入工业园区的工业污水处理厂，一部分回用。主要回用水工序有冷轧产线的浊循环冷却系统，生化调节水池的水质调节，车间的清洗水以