試論高濃度含氟含磷化工的廢水處理

魏利

摘 要：隨著社會經濟的發展趨勢，化工行業的發展也在與時俱進，并在人們的生活中及工作生產中滲透，在經濟發展的過程中逐步受到高度重視。由于化工行業在生產的過程中會釋放廢污水、廢氣體等有害物質，對生態環境存在一定程度污染性。因此，將化工行業生產中出現的廢水等進行精深處理，是各個化工企業的首要任務，其中主要將化工廢水中的氟離子（F-）、磷酸氫根（HPO42-）、磷酸根（PO43-）的含量進行降低處理，由于處理過程存在較大難度，通過運用不同的處理方式，將化工生產中所含有高濃度的含氟含磷工業廢水進行凈化處理，使其中的氟、磷成分能符合我國規定的廢水排放標準。

關鍵詞：高濃度;含氟含磷化工廢水;處理方式

近年來，基于現代化社會的發展背景下，社會經濟的飛速發展，帶動了人們生活質量的增高。化工行業的發展促進了我國經濟的提升及綜合國力的增強，起著至關重要的作用，與此同時，在化工行業進行生產的過程中也對生態環境存在著一定程度的威脅。由于針對化工廢水、廢氣、廢渣的處理過程難度較高，尤其是在對化工廢水的處理中，其中含有的各種化學物質對環境污染危害較大，因此，加強對化工廢水的處理工作是目前化工行業及未來經濟發展的當務之急。

一、化工廢水的處理意義

水中過量的磷元素會使水體呈現出富營養化的問題，因此磷是我國嚴格要求的必須嚴格控制的主要污染排放指標。另外，過量的氟會對生態環境造成極大的危害，它不僅會使人體出現中毒現象（以侵犯牙齒和骨骼為主的全身性慢性損害），而且還會影響動植物的正常生長，對農牧業的生產會造成極大影響。因此，我國在廢水排放中對氟的排放量也有嚴格的要求。具體來說這兩種物質對環境和水資源的影響可以從水量、工業建設以及經濟角度去進行分析。

在水量方面，高濃度廢水在城市發展中與我國的整體水量有較大聯系，如果對廢水進行合理處理，回收利用，那么對提高我國水資源的利用率，減少水資源的浪費，保護生態環境具有雙重功效;在工業生產方面，在化工企業的生產發展中，污水處理情況不僅關系到企業的持續發展，同時對企業的建設質量也會造成極大影響。一般來說，如果企業加強對廢水的處理力度，能夠在一定程度上提高廢水回用程度，對節約企業的資金投入和減少資源浪費具有積極作用;從經濟的角度來說，對企業來說可以節省純凈水利用率每降低相應的排污費用，降低廢水處理成本，對于社會的經濟性來說，降低水資源的消耗程度對提高我國的經濟發展具有一定的幫助，能夠使我國的整體資源消耗程度大大降低。

二、化工廢水中高濃度氟、磷成分的相互作用及基本原理

近年來，化工行業不僅成為我國經濟發展中的重要組成部分，還起著至關重要的作用。由于在化工企業進行生產的過程中，會釋放影響環境質量的廢棄物，例如廢水、釋放的氣體及廢渣，因此，對生態環境及未來的經濟發展造成了嚴重影響，尤其是水資源方面[1]。水資源被劃為不可再生資源，化工廢水中的磷成分能對水體形成嚴重污染，導致水資源的使用存在隱患。針對含磷成分較高的化工廢水進行處理是一項艱巨任務，因此，將含有高濃度磷、氟成分的工業廢水實行P、F處理工藝的分析研究。

由于化工生產過中產生的廢水水質和水量會根據其加工工藝方式、生產原料及生產幅度大小等因素的影響隨之改變，因此，處理化工廢水中所含有較多種類的化學物質其過程難度較高，并且沒有創建出有效、完善的處理工藝[2]。

化工廢水中含有的磷、氟成分在水中的形態與水自身的pH值兩者之間存在密切關系，氟和磷成分會隨著水質pH值的變動而變化。當水的pH值大于6時，氟會以氟離子（F-）的形態體現在水中，當水的pH值大于10時，磷成分會以磷酸氫根（HPO42-）和磷酸根（PO43-）的形態體現于水中。以上三種成本都能與鈣離子產生化學反應，其反應產物為氟化鈣（CaF2）、CaHPO4和Ca3（PO4）2三種化學物質的沉淀物，其不為水質所溶解或自身溶解度較小，因此，在進行對高濃度含氟含磷的化工廢水進行處理的過程中應科學合理地控制水溶液的pH值，將廢水中的氟和磷成分能以氟離子、磷酸氫根和磷酸根三種形態體現在廢水水體中，再進行與鈣離子之間的化學反應，從而實現對化工廢水中的氟和磷成分的處理凈化[3]。

三、高濃度含氟含磷化工廢水有效處理方式

（一）運用吸附方式和化學、混凝沉淀結合方式

在對高濃度氟、磷成分的化工廢水進行處理的過程中通常運用沉淀方式，其中包括電石方式和混凝沉淀方式，技術人員用結合化工廢水的實際現狀篩選合理地處理方式。通常在含氟濃度較低的化工廢水處理中運用混凝沉淀手段，但在含氟含磷濃度較高的化工廢水中，混凝沉淀的方式就不能滿足廢水處理需求，應采用化學、混凝兩者結合的沉淀方式進行凈化處理。在廢水處理中運用化學沉淀方式能將水體重的氟成分降低，依托這種現象化學沉淀的化學反應速度也隨氟含量的降低而下降，從而形成沉淀時間的增長。將化學、混凝兩種沉淀方式相結合時，能有效提升化工廢水處理工作效率及質量。其處理過程首先運用電石和氧化鈣等自身具有鈣離子的化學物質將化工廢水中的氟和磷成分的三種形態進行沉淀作用，再將沉淀水體的pH值進行調試并且充分攪拌，讓這三種形態的體現與鈣離子產生化學反應。

化學反應處理完成后，再將聚合氯化鐵作為混凝劑，將聚丙烯酰胺作為助凝劑進行混凝沉淀方式的處理，在化工廢水中應用化學沉淀和混凝沉淀相互結合的處理方式中，能將高濃度的氟、磷成分實現98%以上的處理效果。經過對高濃度含氟含磷化工廢水的處理后，能有效滿足我國廢水排放標準的需求。在具有較高濃度的氟、磷化工廢水中運用吸附方式的處理過程，主要使化工廢水在經過安裝有吸附劑的設備時，將氟和磷成本與吸附劑成分中的離子發生化學反應，或吸附作用，從而實現基團的互換，有效去除廢水中的氟、磷成分。例如在化工廢水處理中運用沸石進行吸附方式將氟和磷進行去除，能達到95%以上的處理效果[4]。

針對化工廢水的處理手段中，都有相應的優勢和弊端，例如，吸附方式具有對水體的污染程度小、操作便捷且吸附速度短等優勢，但其再生效率較低，不能進行循環利用;沉淀方式具有操作便捷、成本低，但是較易形成對水體二次污染的現象，在處理過程中形成的廢渣無法妥善處理，因此，將沉淀方式與吸附方式兩者進行相互結合，在對化工廢水的處理過程中，有效縮短氟和磷含量在廢水中體現出的氟離子（F-）、酸氫根（HPO42-）和磷酸根（PO43-）三種形態與鈣離子（Ca2+）之間的反應時間，同時實現廢水的排放標準符合國家相關規定。

（二）運用石灰石處理方式

在對高濃度含氟含磷化工廢水中運用石灰石方式的處理工藝應經過5道處理環節，首先運用調節池將具有高濃度氟、磷成分的化工廢水進行水質的調節;其次將適量的石灰石投入攪拌，再將池中化工廢水的pH值調人為調整，并運用pH 傳感器設備進行pH值測試，測試完畢后，將具有高濃度氟、磷含量的工業廢水從調節池導出至反應池中，進行中和反應的處理。

化工廢水反應池被劃分為三個等級，將高濃度含氟含磷化工廢水從一級反應池導出至相應的一級沉淀池中，從而實現了將化工廢水在反應池中產生的沉淀物進行分離，再將化工廢水在一級沉淀池中完成沉淀分離后導致其進入二級和三級反應池中，再開展對一級反應池中的廢水處理，并在進入二級至三級的反應池過程中將化工廢水中的氟、磷成分更進一步的進行沉淀處理，在化工廢水從三級反應池中導出，同時通過過濾器設備的加深處理，從而將化工廢水中的高濃度氟、磷含量有效降低，實現廢水排放達標目的（如圖所示）。

高濃度含氟含磷化工廢水運用石灰石方式處理工藝流程圖

四、結語

總而言之，含氟含磷的化工廢水強酸性pH值小于3的狀態下，運用石灰石的投放、攪拌并將磷酸根（PO43-）和氟離子（F-）進行中和沉淀，其處理重點環節是進行對廢水pH值的實時監管分析，同時應合理控制石灰石的用量，并及時掌握三種形態與鈣離子（Ca2+）的化學反應。在處理過程中，還應添加適量的氯化鈣，為了確保處理效果，應控制其過程及反應方向，若出現反應效果不能達到標準狀態，應重復上一處理階段，如在反應過程中出現較多沉淀物，則應保證排水管道運行暢通，避免出現閥門及管道發生阻塞現象。化工廢水的處理方式具有多種，無論運用怎樣的處理方式都應嚴格遵守處理工藝流程，讓其在化工行業的廢水處理中發揮本質作用。

參考文獻：

[1]賴炯萍，龐小峰.分析高濃度含氟含磷化工廢水處理中不同處理工藝應用的效果[J].化學工程與裝備，2014，（10）：209-212.

[2]貴州中車綠色環保有限公司.一種處理含高濃度磷、氟離子廢水裝置：CN201920140243.3[P].2019-12-17.

[3]李亞峰，徐文濤.混凝-吸附法處理高濃度含氟磷廢水的研究[J].當代化工，2001，30（4）：193-195.