氟污染物對環境的影響與控制技術

譚雪梅

（烏魯木齊河東威立雅水務有限公司 新疆烏魯木齊 830013）

氟同時也是人體微量元素之一，自然界中的氟多數是以化合物的形式存在的，實際工業生產中氟污染物通過各種各樣的形態釋放出來，對人體健康及生態環境造成了較為嚴重的影響。本文在對氟污染物的主要來源以及其對環境造成的污染分析的基礎上，探討其控制技術措施。

1 氟污染物的形成來源

對于水環境污染中的氟污染物而言，其主要來源于現代工業生產過程中排放出的含氟“三廢”，其涉及到的行業眾多，有鋼鐵、水泥、玻璃、陶瓷、半導體、制藥等，其有一個較為明顯的共同特征，就是在生產過程中是以自然界中的含氟礦物質作為主要或者是輔助生產原料。在對其冶煉和生產的過程中，礦化物中的氟產生分離，從而帶來相應的環境污染問題。比如在進行鋼鐵生產的過程中，煉鋼時加入的螢石會產生大量的含氟煙塵和廢水及廢渣，從而造成對空氣以及水體的影響；在火力發電廠中燃煤煙氣中含有的氟在燃燒作用下進行大氣，并以浮塵何榮氟化氫的形式存在；在運用酸法進行磷肥加工制造的過程中，也會相應的產生含氟廢氣，以上幾個涉及到工業生產的行業都是氟污染物形成的主要來源。

2 氟污染物對環境造成的影響

2.1 我國氟污染現狀

雖然氟是人體需要的微量元素之一，但是如果長期或者是過度攝入含氟量高的空氣、水分及食物，會引起相應的氟中毒。按照其氟污染物的環境介質不同，主要可以分為生活污染型、飲水型、工業污染型。就我國當前的氟污染調查狀況來看，已經超過1100多個市縣區存在著不同程度的地方性氟病，受到該環境氟污染影響的直接人口達到了3.3億元。

2.2 氟污染對環境影響

首先，環境污染中的氟元素的過度吸收會直接造成對植物的侵害作用，植物中的氟元素主要來自于土壤，在一系列的土壤——植物——動物——人體的循環遷移作用下，產生了較為嚴重的環境污染和人體健康問題。相對于其他污染來說，土壤氟污染是一種較為緩慢的影響過程，是在慢性積累的基礎上最終產生整體障礙的過程，其能對植物的新陳代謝以及光合作用和產生較大的抑制影響，對農作物的危害則表現為干物質積累量小、成穗率低和產量降低等。

3 大氣氟污染治理工藝

3.1 干法

干法去氟主要是是通過利用堿性氧化物固定表面的理化性質進行含氟氣體的治理，從而在吸附作用同時利用煙氣除塵技術將之去除。如果按照吸附劑的種類不同對干法吸附進行劃分的話，其主要可以分為CaO法、Al2O3法和CaCO3法等，其中在鋁電解行業中使用較為廣泛的為Al2O3法。同其他大氣氟污染治理方法相比，干法除氟治理工藝操作相對較為簡單且除氟效率較高，一般情況下其除氟效率等夠達到98%且不會產生二次水污染。

3.2 酸法

酸法除氟是一種在液相中完成的氟污染治理工藝，其主要是將水作為吸收劑，在含氟物質和水發生化學反應的作用下生成相應的氫氟酸和氟硅酸，并在含氟吸收液達到一定的濃度后進行相應的中和處理。一般情況下可以采用二級或者是三級串聯吸收工藝進一步提升其吸收效率，該工藝方法具有著操作彈性大、除氟效率高及經意效益優的特點。

3.3 堿法

堿法除氟是一種利用含堿性物質的洗手液將煙氣中的含氟物質吸收去除的工藝方法，其較長采用的堿性物質主要有NaOH、NH4OH等，其中和劑主要為石灰，并采用二級吸收工藝。其主要優勢是工藝較為成熟且去氟效率高，但是在除氟過程中容易產生相應的設備結垢問題。

4 含氟廢水處理技術

當前我國對與含氟廢水處理的研究取得了較為可喜的進展，由于國內含氟工業廢水自身成分較為復雜，其所應采用的含氟廢水處理方法也有著一定差異。在對含氟廢水處理的過程中，按照處理方式的不同主要可以分為吸附法和沉淀法兩類，除此之外還有個離子交換樹脂法、反滲透法以及電凝聚法等。

4.1 吸附法

吸附法主要是通過將廢水引入裝有吸附劑的去氟設備，在其與西附近進行離子和基團交換后滯留在吸附劑上，從而達到含氟廢水中的氟治理目的，吸附劑在再生作用下恢復吸附能力。但是吸附法在在本質上是一種表面反映方法，其不適合含氟量較高的廢水處理，一般情況下運用于經過預處理的含氟廢水中。

吸附法的吸附劑主要可以分為高分子類、無機類以及稀土類，對于含氟廢水的深度處理有著較好的處理效果。但是由于其吸附容量有限、床層損耗較快且再生能力弱、再生液處理程序較為復雜等問題不能得到有效解決，給其使用和推廣造成了障礙。因此在日后對于吸附法的研究方向應重點轉向為開發新型吸附劑，進一步提升吸附劑的再生能力和吸附激勵等，從而使其吸附法在含氟廢水處理中得到更為廣泛的應用。

4.2 沉淀法

4.2.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法主要是利用含氟水中負價鐵和與A13+、Fe3+等陽離子形成絡合物沉淀的技術方法，其使用的混凝劑通常情況下是明礬等無機混凝劑，選用的混凝劑作用機理不同，可能產生的沉淀效果也大不相同。

運行該種技術方法進行含氟廢水處理時，其所能夠處理更高含氟量的廢水，具有設備簡單且操作方便的特點，但是也有著一定的缺陷，比如其會產生較多的沉淀廢渣、除氟效果相對不穩定等缺陷。

4.2.2 化學沉淀法

化學沉淀法的處理方法相對較為簡單，且花費的費用相對較低。其作用機理是將一定量的化學試劑加入到含氟廢水中，并在產生的氟化物基礎上吸附氟離子，最終達到沉淀物的自動沉降和過濾，其中其最為常用的技術方法為石灰石沉淀法。雖然其有著一定的優點，但是其在沉淀過程中會產生一定的二次污染問題，特別是對于大流量排放物來說，其有著排放周期相對較長、不適連續排放等缺陷。

4.3 其他方法

除了以上幾種沉淀方法和吸附方法，在我國含氟廢水處理的最近進展中還出現了電凝聚法、液膜分離法和絮凝法等新型處理手段和含氟廢水處理方法，其中最值得推廣的為絮凝法。

5 氟污染物的回收利用

5.1 稀土冶煉中的含氟氣體利用

稀土濕法冶煉過程中，氟通過各種形式存在與廢水、廢氣和廢渣中，在硫酸焙燒工藝下，含氟物質通過沉渣室和焦子塔后去除了部分煙塵和硫酸霧，并在二級吸收機理下吸收掉大部分的氟和硫酸，殘余部分則在三級吸收塔堿性吸收液作用下進行凈化，最終經過凈化的煙氣在除霧后排出。

5.2 磷肥生產中的綜合利用

磷肥生產過程中會有大量HF和SiF4形式的含氟氣體逸出，從而對環境產生較大的危害，但是如果在磷肥生產過程中將氟硅酸作為氫氟酸生產原料，不僅能緩解我國當前的氟資源短缺問題，還能有效解決磷肥生產過程中的污染排放問題，從而達到一舉兩得的目的。

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