氟是人体内重要的微量元素，是牙齿及骨骼不可缺少的成分 。但过量摄入会引发氟骨症和氟斑牙等中毒症状 。我国有将近1 亿人生活在高氟水地区，目前在我国氟受害者多达几千万人，除个别地区是由于自然因素外，大量的高氟工业废水的排放是主要因素之一 。
我国现行的《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定排放水中F-的质量浓度不超过10mg·L-1，而一般条件下氟化钙的溶解度为8.9mg·L-1，因此，处理含氟工业废水的难度较大，很难稳定地控制出水中F-的质量浓度小于10mg·L-1 。
含氟废水的处理方法有多种，国内外常用的方法大致分为两类，即沉淀法和吸附法 。目前，对于高浓度含氟工业废水，一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰乳，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去 。但该方法处理后出水难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难 。絮凝沉淀法及吸附法主要用于中低浓度含氟废水 。对于高浓度的含氟废水，为保证出水质量，往往需进行两步处理，先用石灰进行沉淀，使氟含量降低到20～30mg·L-1，继而用吸附剂处理使氟含量降到10mg·L-1 以下 。
文章结合化学沉淀和絮凝沉淀，在钙盐沉淀的基础上，从配合不同铝盐混凝沉淀以及碱的种类等多种因素上考虑，对福建某化工厂含氟废水进行小试实验，发现采用NaOH 调节废水pH，以CaCl2作为沉淀反应剂并辅助PAC 的混凝沉淀作用，出水氟离子浓度小于4mg·L-1，达到排放标准，效果稳定 。
1 试验部分
1.1 试剂与仪器
JJ-4 六联电动搅拌器，PHS-25 型pH 计(上海雷磁厂)，PXS-270 型离子活度计(上海雷磁厂)，E-201-C 型pH 电极，PF-1 型氟电极， 217 型双盐桥甘汞电极 。
Ca (OH)2配制成10%乳液，CaCl2、PAC、Al2 (SO4)3配制成10%溶液 。NaF(分析纯)105℃～l10℃烘干2 小时后干燥器中保存，配制成所需的不同浓度的含氟水溶液，用于标定氟离子电极 。试验所用废水为福建某化工厂含氟工业废水，该化工厂是集萤石开采、加工、氟化物生产销售为一体的氟化工公司，主要产品有氟化氢、氟化氢铵、氟化铵等氟化盐 。
1.2 试验方法
【氟化钙溶解度 氟化钙为什么难溶于水】取一定量的含氟废水，氟离子浓度为975～1094mg·L-1，pH 值2.95～3.23，采用下述方法进行试验：
用Ca(OH)2调节pH 值到中性或碱性，反应1h，投加PAC 或Al2(SO4)3等混凝剂反应10min，沉淀2h 后测定上清液氟离子浓度 。
用NaOH 调节pH 值到中性或碱性，加入CaCl2反应1h，投加PAC作为混凝剂反应10min，沉淀2h 后测定上清液氟离子浓度 。
2 结果及讨论
2.1 钙离子浓度对氟离子去除的影响
石灰沉淀法处理工艺运行成本低，是目前使用最多的处理方法 。通过投加Ca(OH)2调节废水pH 值，同时钙离子与氟离子形成CaF2沉淀，反应1h 后，投加PAC 作为混凝剂，投加浓度为400mg·L-1，反应10min后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下表所示：
氟离子与钙离子之间的静电引力强，晶格能高，氟化钙的溶解度小 。其溶度积为Ksp=4×10-11(25℃) 。
2F-+Ca2+一CaF2↓
从反应方程式来看钙离子浓度越大，溶液中的氟离子浓度越小 。试验结果与理论分析相一致，随着钙离子浓度的增加，废水中的氟离子浓度下降 。但投加石灰乳时，即使其用量使废水pH 达到12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15mg/L 左右，且水中悬浮物含量很高 。
2.2 不同混凝剂对氟离子浓度的影响
单独采用Ca(OH)2作为化学沉淀剂时，生成的CaF2颗粒细小，难于沉淀，考虑投加混凝沉淀剂协助CaF2的沉淀 。氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐 。铝盐投加到水中后，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3（am）矾花对氟离子的配体交换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子 。本试验中先在废水中投加Ca(OH)2作为化学沉淀剂，反应1h 后，投加PAC 和Al2(SO4)3作为混凝剂，投加浓度为400mg·L-1，反应10min 后沉淀2h，测定上清液氟离子浓度，实验结果如下：
推荐阅读
- 紫茄子和青绿色的茄子哪种产量高为什么
- 鸭蛋降血压是真的吗为什么
- 世界完全对称日爱情意义 对称为什么有美感
- 汪涵现状 汪涵为什么退出湖南卫视
- 为什么煮的方便面更好吃
- 为什么莴笋需要焯水呢
- 碳酸锂溶解度 碳酸锂饱和溶液
- 为什么多囊患者一定要减肥
- 为什么现在有这么多人患多囊卵巢呢
- 为什么不能使用过期药品