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聚合硫酸铁除氟的原理与工艺控制

时间:2016-04-20 17:48    来源:原创    作者:admin    点击:

一、聚合硫酸铁除氟的化学原理 
     在含氟废水中加入聚合硫酸铁后,聚合硫酸铁提供的三价铁离子与氟离子发生下列络合反应:

            聚铁反应

     这些络合物被众多絮体裹,并与其一起沉降,从而使 F - 含量下降。另外,聚合硫酸铁生成的氢氧化铁本身也是吸附剂,可以吸附水中的氟离子,从而进一步降低废水中的氟离子浓度。


二、聚合硫酸铁除氟工艺流程


      对于高浓度含氟废水通常需要进行二级处理,才能达到工业废水的排放标准。本次试验先将含氟废水用氯化钙、片碱预处理,之后再用聚合硫酸铁将其降至10mg/L以下。具体工艺流程如下:

聚铁处理工艺


1、氯化钙加药量对除氟效果的响


     在其他反应参数相同的条件下,通过控制不同钙离子浓度和氟离子浓度比值,来确定最佳钙离子投加量;随着氯化钙投量的增加,氟离子去除率直线上升,当钙离子浓度为氟离子浓度的1.4倍(质量比)时,去除率逐渐趋于平缓。此时剩余氟离子浓度为21.5mg/L。


2、钙离子与氟离子反应ph对氟效率的影响


       随着ph值的升高,氟的去除率先升高后下降,反应ph在7-8时,氯化钙对F-去除率最高。究其原因,是由于CaF2溶度积 Ksp 随着ph的升高而降低,所以ph越高,CaF2溶度积越小,F-含量越低;但随着ph升高,Ca(OH)溶度积也降低,溶液中的Ca2+浓度也降低,导致平衡向CaF2溶解的方向进行,导致F-浓度上升,所以反应ph有一个最佳值,使其去除效果达到最高。


3、聚合硫酸铁用量对除氟效果的影响


       开始加药时,随着加药量的增加,氟离子去除率逐渐上升;当但加药量大于600ppm时,去除率便开始下降;其原因是:聚铁加入水中形成的水解产物能对水中的含氟胶粒通过离子交换、吸附作用而加以去除。因此,随着 PFS 投加量的增加,PFS 水解产生的水解产物也相应的增加,这些水解产物对体系中的含氟成分的离子交换、吸附作用也相应增强,从而导致氟离子去除率上升。但只要聚合硫酸铁的投加量超过一定的界限后,这些水解产物的分支就有可能自相作用,此时水解产物对体系中其它成分的电性中和、吸附作用减弱,而这将导致氟离子去除率下降。

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