一種高鈉含氟廢水的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高鈉含氟廢水的處理方法，具體涉及一種光學玻璃生產過程中產生的含氟廢水的有效除氟的處理方法。
【背景技術】
[0002]光學玻璃在進行加工時，由于受到機械損傷，因此其表面不可避免的會存在裂痕、細縫、刮擦等缺陷，而這些缺陷不僅僅會導致光學玻璃材料表面光學性能的改變，甚至會使光學元件直接破損。因此，光學玻璃加工后期常會采用各種濃度的酸堿浸蝕處理以改變其材料表面性能。常用的洗液主要有HF、NaOH等，同時再添加其他H2SO4、順03或氨水等輔助，玻璃表面的硅在HF的腐蝕下會轉變成H2SiF6進入洗滌廢水中。該廢水突出的特點是酸度高，主要以HF、H2SiF6為主，同時其Na+含量也相當高(HF含量往往超過20000mg/L，H2SiF6含量往往超過10000mg/L，Na+往往超過10000mg/L)。
[0003]目前，光學玻璃廠家所產生的含氟廢水通常是采用石灰絮凝的傳統工藝進行處理，然而實際運行處理過程中往往會發現，石灰絮凝沉降效果差，出水氟濃度無法穩定降低至10mg/L以下。沉降效果差是因為廢水中總酸度相當高，為了保證出水pH以及足夠的Ca/F則必須加入大量的石灰，由此導致體系的固液比升高，石灰絮凝過程中石灰渣量相當大，大量的氟化鈣細顆粒難以沉降下來。而出水無法達標則是因為常溫下氟化鈣的溶解度為16.31^/1，折算成氟離子即為7.9 mg / L，當廢水中含有大量的鈉鹽時，受強電解質的鹽效應影響，氟化鈣的溶解度會增加，因而會導致氟離子濃度大于10mg/L。
[0004]水中氟含量過高不僅會導致人體氟中毒，引起氟骨病、氟斑牙等，同時也會使動植物中毒，影響農牧業生產，造成嚴重的環境污染。現行《污水綜合排放標準》規定水中氟化物一級排放標準要求達到10mg/L以下，而2014年環保部發布了《無機磷化學工業污染物排放標準》(征求意見稿)，進一步收緊了無機磷化工行業廢水、廢氣中各項污染物的排放標準。這也就預示著未來氟化物排放將受到更加嚴格的控制，一旦新的《污水綜合排放標準》試行，那很可能氟化物一級排放標準會降低至5mg/L，屆時諸多現行污水處理裝置將無法達到處理要求。
[0005]CN104512973公開了一種含氟廢水的處理方法，包括:調節廢水pH至5以下，再進行中和沉淀，沉淀后廢水進行絮凝沉降后固液分離得一級濾液；一級濾液用含鋁化合物進行混凝沉淀后固液分離得二級濾液；最后將二級濾液進行混凝沉降得上清液，其出水氟濃度能夠達到10mg/L以下。該方法適合于F_、SO42^P Al 3+濃度較高的廢水。
[0006]CN102070267公開了一種處理酸性含磷含氟廢水的方法，包括:向廢水中加入氫氧化媽，并控制反應pH為12~14 ;過濾后再向濾液中加入硫酸，調節pH至9~11，最后用硫酸鋁調節pH至6~7 ;沉淀分離后其出水氟濃度即可降低至10mg/L以下。
[0007]以上現有技術中都是通過直接添加含鋁、含鈣等沉淀劑直接除氟，其處理后的出水氟濃度也僅能達到10mg/L以下，難以滿足5mg/L以下的要求。若采用現有技術處理光學玻璃行業含有高濃度鈉離子的含氟廢水，處理后出水氟濃度僅能達到20mg/L左右，難以達標。

【發明內容】

[0008]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術不適于高鈉含氟廢水處理、出水氟濃度難以達到5mg/L以下的缺陷，提供一種高鈉含氟廢水的處理方法，特別適用于光學玻璃行業產生的含氟廢水的除氟，同時使出水氟濃度達到5mg/L以下。
[0009]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種高鈉含氟廢水的處理方法，包括以下步驟:
(1)氟硅酸制備:將粉末狀二氧化硅加入廢水中，二氧化硅添加量控制為15~30g/L，攪拌速度350~400r/min，攪拌時間20~30min ;反應結束后進行過濾，濾液即為氟娃酸預處理液；
(2)石灰-絮凝:向步驟(I)所得氟硅酸預處理液中加入氫氧化鈣粉末，其中氫氧化鈣粉末添加量控制為35~45g/L，終點pH控制為6~9，攪拌速度350~400r/min，攪拌時間20~30min ;反應結束后，再加入質量濃度為0.5-1.0%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液(絮凝劑)，其中PAM添加量為0.1-0.2g/L，攪拌速度150~200r/min，攪拌時間2~3min ;反應結束后，靜置沉降3~5min，實現固液分離，取出上清液即為一級出水；一級出水氟濃度可達30~50mg/L ;底部為石灰渣作為固廢處理；
(3)深度處理:向步驟(2)所得一級出水中加入深度除氟吸附劑(DFA)，其中DFA添加量為l~4g/L，攪拌速度150~300r/min，攪拌時間10~20min ;反應結束后，靜置沉降3~5min，沉降后底泥可返回一級出水中進行循環利用；上清液即為二級出水，其氟濃度可達到5mg/L以下，實現出水達標排放；
所述深度除氟吸附劑(DFA)，JNM-055型，生產廠家為深圳市金諾盟環保科技有限公司。
[0010]進一步，步驟(I)中，二氧化硅添加量控制為20~25g/L。
[0011]進一步，步驟(2)中，氫氧化鈣添加量控制為38~42g/L。
[0012]進一步，步驟(3)中，深度除氟吸附劑添加量為2~3g/L。
[0013]進一步，步驟(3)中，攪拌速度200~250r/min。
[0014]步驟(3)中，沉降后底泥返回一級出水中進行循環利用，可以作為深度除氟吸附劑使用，但不減少深度除氟吸附劑的后續添加量。此處循環利用，可以更好的除氟。
[0015]本發明通過添加S1^廢水中HF全部轉化為H2SiF6，再加入Ca(OH)2，生成CaSiF6沉淀。與CaF2相比，CaSiF6沉淀顆粒較大，易于沉降分離，Ca(OH) 2消耗量更低，石灰渣量更少，減少了固廢的排放量。廢水中F—全部轉化為SiF62—，使廢水中總離子濃度降低，離子間的牽制作用也會減弱，從而弱化Na+的鹽效應，促進氟硅酸鈣的沉淀析出。同時，相對于小分子F_，DFA對大分子SiF62_有更強的吸附作用，使出水氟濃度能夠降低至5mg/L以下。
[0016]采用本發明處理高鈉含氟廢水，能夠有效解決傳統方法中石灰絮凝沉降難、出水氟難以達到5mg/L以下的問題，采用傳統方法石灰用量達到70g/L，本發明用量僅需35~45g/L，石灰用量能降低30%以上。本發明工藝簡單，固廢排放量小，出水氟能穩定降至5mg/L以下，實現廢水達標排放，避免環境污染。
【具體實施方式】
[0017]以下結合實施例對本發明作進一步說明。
[0018]實施例1
本實施例包括以下步驟:
(1)氟硅酸制備:將粉末狀二氧化硅加入廢水中，二氧化硅添加量控制為15g/L，攪拌速度350r/min，攪拌時間20min ;反應結束后進行過濾，濾液即為氟硅酸預處理液；
(2)石灰-絮凝:向步驟(I)所得氟硅酸預處理液中加入氫氧化鈣粉末，其中氫氧化鈣粉末添加量控制為35g/L，終點pH控制為6.5，攪拌速度350r/min，攪拌時間20min ;反應結束后，再加入質量濃度為0.5%的PAM溶液，其中PAM添加量為0.lg/L，攪拌速度150r/min，攪拌時間2min ;反應結束后，靜置沉降3min，固液分離，取出上清液即為一級出水；一級出水氟濃度為48.2mg/L ;底部為石灰渣作為固廢處理；
(3)深度處理:向步驟(2)所得一級出水中加入深度除氟吸附劑