试论高浓度含氟含磷化工的废水处理

    魏利

    

    摘 要：随着社会经济的发展趋势，化工行业的发展也在与时俱进，并在人们的生活中及工作生产中渗透，在经济发展的过程中逐步受到高度重视。由于化工行业在生产的过程中会释放废污水、废气体等有害物质，对生态环境存在一定程度污染性。因此，将化工行业生产中出现的废水等进行精深处理，是各个化工企业的首要任务，其中主要将化工废水中的氟离子（F-）、磷酸氢根（HPO42-）、磷酸根（PO43-）的含量进行降低处理，由于处理过程存在较大难度，通过运用不同的处理方式，将化工生产中所含有高浓度的含氟含磷工业废水进行净化处理，使其中的氟、磷成分能符合我国规定的废水排放标准。

    关键词：高浓度;含氟含磷化工废水;处理方式

    近年来，基于现代化社会的发展背景下，社会经济的飞速发展，带动了人们生活质量的增高。化工行业的发展促进了我国经济的提升及综合国力的增强，起着至关重要的作用，与此同时，在化工行业进行生产的过程中也对生态环境存在着一定程度的威胁。由于针对化工废水、废气、废渣的处理过程难度较高，尤其是在对化工废水的处理中，其中含有的各种化学物质对环境污染危害较大，因此，加强对化工废水的处理工作是目前化工行业及未来经济发展的当务之急。

    一、化工废水的处理意义

    水中过量的磷元素会使水体呈现出富营养化的问题，因此磷是我国严格要求的必须严格控制的主要污染排放指标。另外，过量的氟会对生态环境造成极大的危害，它不仅会使人体出现中毒现象（以侵犯牙齿和骨骼为主的全身性慢性损害），而且还会影响动植物的正常生长，对农牧业的生产会造成极大影响。因此，我国在废水排放中对氟的排放量也有严格的要求。具体来说这两种物质对环境和水资源的影响可以从水量、工业建设以及经济角度去进行分析。

    在水量方面，高浓度废水在城市发展中与我国的整体水量有较大联系，如果对废水进行合理处理，回收利用，那么对提高我国水资源的利用率，减少水资源的浪费，保护生态环境具有双重功效;在工业生产方面，在化工企业的生产发展中，污水处理情况不仅关系到企业的持续发展，同时对企业的建设质量也会造成极大影响。一般来说，如果企业加强对废水的处理力度，能够在一定程度上提高废水回用程度，对节约企业的资金投入和减少资源浪费具有积极作用;从经济的角度来说，对企业来说可以节省纯净水利用率每降低相应的排污费用，降低废水处理成本，对于社会的经济性来说，降低水资源的消耗程度对提高我国的经济发展具有一定的帮助，能够使我国的整体资源消耗程度大大降低。

    二、化工废水中高浓度氟、磷成分的相互作用及基本原理

    近年来，化工行业不仅成为我国经济发展中的重要组成部分，还起着至关重要的作用。由于在化工企业进行生产的过程中，会释放影响环境质量的废弃物，例如废水、释放的气体及废渣，因此，对生态环境及未来的经济发展造成了严重影响，尤其是水资源方面[1]。水资源被划为不可再生资源，化工废水中的磷成分能对水体形成严重污染，导致水资源的使用存在隐患。针对含磷成分较高的化工废水进行处理是一项艰巨任务，因此，将含有高浓度磷、氟成分的工业废水实行P、F处理工艺的分析研究。

    由于化工生产过中产生的废水水质和水量会根据其加工工艺方式、生产原料及生产幅度大小等因素的影响随之改变，因此，处理化工废水中所含有较多种类的化学物质其过程难度较高，并且没有创建出有效、完善的处理工艺[2]。

    化工废水中含有的磷、氟成分在水中的形态与水自身的pH值两者之间存在密切关系，氟和磷成分会随着水质pH值的变动而变化。当水的pH值大于6时，氟会以氟离子（F-）的形态体现在水中，当水的pH值大于10时，磷成分会以磷酸氢根（HPO42-）和磷酸根（PO43-）的形态体现于水中。以上三种成本都能与钙离子产生化学反应，其反应产物为氟化钙（CaF2）、CaHPO4和Ca3（PO4）2三种化学物质的沉淀物，其不为水质所溶解或自身溶解度较小，因此，在进行对高浓度含氟含磷的化工废水进行处理的过程中应科学合理地控制水溶液的pH值，将废水中的氟和磷成分能以氟离子、磷酸氢根和磷酸根三种形态体现在废水水体中，再进行与钙离子之间的化学反应，从而实现对化工废水中的氟和磷成分的处理净化[3]。

    三、高浓度含氟含磷化工废水有效处理方式

    （一）运用吸附方式和化学、混凝沉淀结合方式

    在对高浓度氟、磷成分的化工废水进行处理的过程中通常运用沉淀方式，其中包括电石方式和混凝沉淀方式，技术人员用结合化工废水的实际现状筛选合理地处理方式。通常在含氟浓度较低的化工废水处理中运用混凝沉淀手段，但在含氟含磷浓度较高的化工废水中，混凝沉淀的方式就不能满足废水处理需求，应采用化学、混凝两者结合的沉淀方式进行净化处理。在废水处理中运用化学沉淀方式能将水体重的氟成分降低，依托这种现象化学沉淀的化学反应速度也随氟含量的降低而下降，从而形成沉淀时间的增长。将化学、混凝两种沉淀方式相结合时，能有效提升化工废水处理工作效率及质量。其处理过程首先运用电石和氧化钙等自身具有钙离子的化学物质将化工废水中的氟和磷成分的三种形态进行沉淀作用，再将沉淀水体的pH值进行调试并且充分搅拌，让这三种形态的体现与钙离子产生化学反应。

    化学反应处理完成后，再将聚合氯化铁作为混凝剂，将聚丙烯酰胺作为助凝剂进行混凝沉淀方式的处理，在化工废水中应用化学沉淀和混凝沉淀相互结合的处理方式中，能将高浓度的氟、磷成分实现98%以上的处理效果。经过对高浓度含氟含磷化工废水的处理后，能有效满足我国废水排放标准的需求。在具有较高浓度的氟、磷化工废水中运用吸附方式的处理过程，主要使化工废水在经过安装有吸附剂的设备时，将氟和磷成本与吸附剂成分中的离子发生化学反应，或吸附作用，从而实现基团的互换，有效去除废水中的氟、磷成分。例如在化工廢水处理中运用沸石进行吸附方式将氟和磷进行去除，能达到95%以上的处理效果[4]。

    针对化工废水的处理手段中，都有相应的优势和弊端，例如，吸附方式具有对水体的污染程度小、操作便捷且吸附速度短等优势，但其再生效率较低，不能进行循环利用;沉淀方式具有操作便捷、成本低，但是较易形成对水体二次污染的现象，在处理过程中形成的废渣无法妥善处理，因此，将沉淀方式与吸附方式两者进行相互结合，在对化工废水的处理过程中，有效缩短氟和磷含量在废水中体现出的氟离子（F-）、酸氢根（HPO42-）和磷酸根（PO43-）三种形态与钙离子（Ca2+）之间的反应时间，同时实现废水的排放标准符合国家相关规定。

    （二）运用石灰石处理方式

    在对高浓度含氟含磷化工废水中运用石灰石方式的处理工艺应经过5道处理环节，首先运用调节池将具有高浓度氟、磷成分的化工废水进行水质的调节;其次将适量的石灰石投入搅拌，再将池中化工废水的pH值调人为调整，并运用pH 传感器设备进行pH值测试，测试完毕后，将具有高浓度氟、磷含量的工业废水从调节池导出至反应池中，进行中和反应的处理。

    化工废水反应池被划分为三个等级，将高浓度含氟含磷化工废水从一级反应池导出至相应的一级沉淀池中，从而实现了将化工废水在反应池中产生的沉淀物进行分离，再将化工废水在一级沉淀池中完成沉淀分离后导致其进入二级和三级反应池中，再开展对一级反应池中的废水处理，并在进入二级至三级的反应池过程中将化工废水中的氟、磷成分更进一步的进行沉淀处理，在化工废水从三级反应池中导出，同时通过过滤器设备的加深处理，从而将化工废水中的高浓度氟、磷含量有效降低，实现废水排放达标目的（如图所示）。

    高浓度含氟含磷化工废水运用石灰石方式处理工艺流程图

    四、结语

    总而言之，含氟含磷的化工废水强酸性pH值小于3的状态下，运用石灰石的投放、搅拌并将磷酸根（PO43-）和氟離子（F-）进行中和沉淀，其处理重点环节是进行对废水pH值的实时监管分析，同时应合理控制石灰石的用量，并及时掌握三种形态与钙离子（Ca2+）的化学反应。在处理过程中，还应添加适量的氯化钙，为了确保处理效果，应控制其过程及反应方向，若出现反应效果不能达到标准状态，应重复上一处理阶段，如在反应过程中出现较多沉淀物，则应保证排水管道运行畅通，避免出现阀门及管道发生阻塞现象。化工废水的处理方式具有多种，无论运用怎样的处理方式都应严格遵守处理工艺流程，让其在化工行业的废水处理中发挥本质作用。

    参考文献：

    [1]赖炯萍，庞小峰.分析高浓度含氟含磷化工废水处理中不同处理工艺应用的效果[J].化学工程与装备，2014，（10）：209-212.

    [2]贵州中车绿色环保有限公司.一种处理含高浓度磷、氟离子废水装置：CN201920140243.3[P].2019-12-17.

    [3]李亚峰，徐文涛.混凝-吸附法处理高浓度含氟磷废水的研究[J].当代化工，2001，30（4）：193-195.