El fluoruro es uno de los oligoelementos requeridos por el cuerpo humano para mantener las actividades fisiológicas normales. La ingesta excesiva o insuficiente de fluoruro del exterior puede afectar la salud. El consumo a largo plazo de agua con una concentración de fluoruro por debajo de 1,0 mg/L es propenso a la caries dental, mientras que, por otro lado, el consumo a largo plazo de agua con alto contenido de fluoruro es propenso a enfermedades crónicas sistémicas caracterizadas por fluorosis y fluorosis, e incluso causa daño al cerebro y los nervios humanos. Para proteger el entorno de vida humano, el estudio de la eliminación de fluoruro de las aguas residuales que contienen flúor es una tarea importante en los campos de la protección e higiene del medio ambiente tanto a nivel nacional como internacional.
Con el rápido crecimiento de la economía industrial, se ha generado una gran cantidad de aguas residuales industriales, algunas de las cuales contienen una gran cantidad de sal (como F-, Cl-, SO42- plasma), perteneciente a aguas residuales de alta sal. Aunque existen diferentes definiciones de aguas residuales con alto contenido de sal en la producción industrial en la actualidad, como las aguas residuales con alto contenido de sal que se refieren a aguas residuales salinas con una fracción de masa de sal superior a 1%; otro Término comúnmente utilizado son las aguas residuales con alto contenido de sal, que se refiere a las aguas residuales que contienen materia orgánica y al menos un total de sólidos disueltos (TDS). Fracción de masa mayor que 3.5%. Sin embargo, independientemente de la definición, el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de sal sigue siendo un problema difícil que las empresas químicas deben resolver. Las aguas residuales con alto contenido de sal son uno de los tipos de aguas residuales más difíciles de tratar. Actualmente, se están tomando medidas para abordar las aguas residuales que contienen sal.
Los principales métodos incluyen métodos biológicos, métodos físicos y métodos fisicoquímicos. Entre ellos, los métodos biológicos utilizan principalmente bacterias halófilas a través de la domesticación y el cultivo para tratar las aguas residuales salinas, que se pueden dividir en método de lodos activados, método de oxidación por contacto, método de tratamiento anaeróbico, etc. Los métodos físicos y químicos se dividen en método de evaporación (cristalización de enfriamiento por evaporación y cristalización térmica por evaporación), Método de intercambio iónico, tratamiento de membrana de incineración, etc. Al comparar y analizar los métodos actuales de tratamiento industrial, se encuentra una forma razonable de tratar las aguas residuales con alto contenido de sal, y el problema de la corrosión del fluoruro en la industria se resuelve fundamentalmente.
En la actualidad, las aguas residuales industriales que contienen flúor tratadas tanto a nivel nacional como internacional tienen componentes complejos y diversos, y hay varios métodos de tratamiento disponibles. Los métodos comúnmente utilizados incluyen adsorción y precipitación, así como ósmosis inversa, resina de intercambio iónico, electrocoagulación, electrodiálisis, etc.
2,1 método de precipitación
2.1.1 Método de precipitación química
El método de precipitación química es agregar una cierta cantidad de reactivos químicos a las aguas residuales que contienen flúor, de modo que puedan formar precipitados de fluoruro con el fluoruro en las aguas residuales o usar coprecipitación para adsorber iones fluoruro. Luego, se utilizan métodos de filtración o sedimentación natural para separar el precipitado del agua, logrando el propósito de eliminar el fluoruro. El método más comúnmente utilizado es la precipitación de piedra caliza, y su ecuación de reacción es
Ca2 ++ 2F-→ CaF2
Aunque el método de precipitación química es simple y rentable, tiene el problema de la contaminación secundaria y el efecto del tratamiento no es ideal. El contenido de fluoruro en el efluente es de 15-30 mg/L, lo que dificulta cumplir con el estándar nacional de descarga de primera clase. Además, tiene defectos como sedimentación lenta de lodos, ciclo de tratamiento largo para una Gran descarga de flujo e inadecuación para la descarga continua. Este método generalmente solo se usa para el pretratamiento de la eliminación de fluoruro en el agua potable, y se requiere un tratamiento adicional para cumplir con los estándares nacionales de contenido de fluoruro para el agua potable.
2.1.2 Método de precipitación de coagulación
El método de precipitación de coagulación es un método para eliminar el fluoruro mediante el uso de F-en agua para formar precipitados complejos con cationes como A13 , Fe3 , Mg2 , etc. Los coagulantes seleccionados son generalmente coagulantes inorgánicos como alumbre, polihierro polialuminio y, así como coagulantes orgánicos, Incluyendo poliacrilamida y compuestos naturales de alto peso molecular (como celulosa, almidón, lignina y quitosano). Los diferentes coagulantes tienen diferentes efectos de desfluoración debido a sus diferentes mecanismos de acción.
En el procesamiento real, la cal generalmente se usa junto con el alumbre, es decir, la cal se agrega primero para formar un precipitado, y luego se agrega alumbre para formar Al (OH) 3 para la floculación. Y los dos trabajan juntos para lograr un buen efecto de desfluoración. La Eficiencia de eliminación del fluoruro es más alta cuando el valor de pH está entre 5,5 y 7,5.
El método de precipitación de coagulación puede tratar las aguas residuales con alto contenido de fluoruro, que es económico, práctico, simple en el equipo y fácil de operar. Sin embargo, tiene problemas como una gran dosis de coagulante, generación de residuos difíciles de tratar, efecto de desfluoración inestable, tendencia creciente de iones de sulfato después de la desfluoración, y gran cantidad de aluminio disuelto en el agua tratada.
2,2 Método de adsorción
El Método de adsorción es eliminar las aguas residuales que contienen flúor pasándolo a través de un dispositivo equipado con un adsorbente de flúor. El flúor se intercambia con otros iones o grupos en el adsorbente y se deja en el adsorbente, mientras que el adsorbente se regenera para restaurar su capacidad de intercambio. Debido al hecho de que el proceso de adsorción es una reacción superficial basada en el método de contacto, el método de adsorción generalmente solo es adecuado para el tratamiento de aguas residuales de Bajo fluoruro, o para el tratamiento profundo de aguas residuales pretratadas con contenido de fluoruro reducido a 15-30 mg/L.
El Método de adsorción tiene un buen efecto en el tratamiento profundo de aguas residuales que contienen flúor, pero su practicidad es limitada debido a problemas como la pérdida de lecho, baja capacidad de adsorción, Y TRATAMIENTO líquido de regeneración y regeneración de lecho complejo. La dirección principal de la investigación futura sobre la eliminación de fluoruro basada en adsorción es desarrollar nuevos adsorbentes eficientes para superar las deficiencias de los adsorbentes tradicionales con pequeña capacidad de adsorción de saturación. Además, es necesario fortalecer la investigación sobre la selectividad de los adsorbentes, la regeneración de los adsorbentes y los mecanismos de adsorción.
Otros Métodos 2,3
Además de los dos métodos principales mencionados anteriormente, muchos investigadores también han realizado una extensa investigación en áreas como ósmosis inversa, electrocoagulación, resina de intercambio iónico y electrodiálisis. Para aguas residuales especiales que contienen flúor, se han aplicado algunos métodos nuevos y se han logrado buenos resultados.
2.3.1 Método de ósmosis inversa
La tecnología de ósmosis inversa se usa ampliamente en la desalinización de agua de mar, la preparación de agua ultrapura y otros campos, pero hay pocos informes sobre el tratamiento de aguas residuales que contienen flúor. La razón es que la tecnología de ósmosis inversa es una tecnología de tratamiento de nivel molecular que necesita evitar que los sólidos suspendidos contaminen la membrana de ósmosis inversa, y las aguas residuales industriales tienen numerosas impurezas, se requiere un pretratamiento tan complejo antes del tratamiento. Además, el equipo de ósmosis inversa es caro y consume una gran cantidad de electricidad.
2.3.2 Método de electrocoagulación
El MÉTODO DE electrocoagulación utiliza los productos intermedios de diferentes formas de hidróxidos formados durante el proceso de hidrólisis de iones de aluminio disueltos en la solución por electrodos de placa de aluminio bajo la acción de un campo eléctrico de corriente continua como medios de adsorción para adsorber complejos de F-y fluoruro en agua. El MÉTODO DE electrocoagulación puede reducir la concentración F de aguas residuales que contienen flúor de baja concentración por debajo de 2 mg/L.
Aunque el método de electrocoagulación tiene un equipo simple y una operación fácil, tiene un alto costo de producción de agua y un efecto de tratamiento deficiente en las aguas residuales con alto contenido de fluoruro, lo que dificulta la promoción en la actualidad.
2.3.3 Método de resina de intercambio iónico
El Método de resina de intercambio iónico utiliza la interacción entre la resina de intercambio iónico y la solución para eliminar el fluoruro. La capacidad de intercambio y la eficiencia de eliminación de fluoruro del método de resina de intercambio iónico son relativamente bajas, y el precio de la resina es caro y el costo de regeneración es alto, por lo que aún no hay ejemplos industriales.
2.3.4 Método de electrodiálisis
La electrodiálisis es un tipo de tecnología de separación de membranas, que opera utilizando la permeabilidad selectiva de las membranas de intercambio iónico para migrar selectivamente aniones y cationes en agua bajo la acción de un campo eléctrico externo de corriente continua. La membrana de intercambio iónico está formada por resina de intercambio iónico, por lo que la electrodiálisis es en realidad otra forma de aplicación del método de resina de intercambio iónico.
El Dispositivo de electrodiálisis es complejo, consume una gran cantidad de electricidad, requiere una alta intensidad de mantenimiento y tiene estrictos requisitos técnicos para los operadores. Además, la presencia de iones metálicos de alto precio en el agua puede causar fácilmente envenenamiento de la membrana y daño a los electrodos.
Hay muchos métodos para tratar aguas residuales que contienen flúor, entre los cuales el método de precipitación tiene un proceso simple y es fácil de operar. Sin embargo, la cantidad de productos químicos utilizados es relativamente grande, lo que puede causar contaminación secundaria; El Método de adsorción tiene ciertos efectos de tratamiento en varios tipos de aguas residuales, y las fuentes de materiales de adsorción son amplias. Si puede mejorar efectivamente la capacidad de adsorción de los adsorbentes y resolver el problema de la regeneración adsorbente, debe tener buenas perspectivas de desarrollo; Otros métodos nuevos tienen procesos más complejos y costos operativos más altos, Y actualmente solo son adecuados para el tratamiento de algunas aguas residuales especiales que contienen flúor. El desarrollo de nuevos materiales funcionales y la combinación de varios métodos para lograr un tratamiento eficiente y la utilización de recursos de las aguas residuales que contienen flúor sin generar contaminación secundaria es la dirección futura de la tecnología de tratamiento de aguas residuales que contiene flúor.
En la actualidad, el uso de la tecnología de evaporación e incineración para tratar las aguas residuales con alto contenido de sal ha mostrado buenos efectos en el tratamiento. Sin embargo, también hay inconvenientes en el proceso de tratamiento, como el problema cada vez más importante de la corrosión del equipo, y la vida útil real de muchos equipos no puede alcanzar la vida útil del diseño. Por lo tanto, el problema de los equipos de tratamiento de aguas residuales con alto contenido de sal también se ha tomado en serio. El equipo industrial comúnmente utilizado está hecho de acero inoxidable, que es económico y está bien formado. Sin embargo, debido al alto contenido de cloro y la fuerte corrosividad de las aguas residuales con alto contenido de sal, existen requisitos anticorrosión para los materiales del equipo. Para evitar la corrosión del equipo, se están considerando materiales alternativos con un mejor rendimiento anticorrosión, como materiales de metal de titanio y aleaciones de metal de titanio. Los materiales de metal de titanio y las aleaciones de metal de Titanio tienen las ventajas de una buena resistencia a la corrosión, peso ligero y larga vida útil, y se han utilizado ampliamente en el tratamiento de evaporación e incineración en los últimos años. Desafortunadamente, los buenos tiempos no duraron mucho. Muchos equipos de aleación de titanio y titanio encontraron que la corrosión todavía se producía después de varios años o incluso períodos de uso más cortos. A través del análisis y la investigación de la causa, finalmente se confirmó que la corrosión del equipo fue causada por iones fluoruro contenidos en las aguas residuales. Debido a la formación de una película de óxido de adhesión estable y fuerte en la superficie del titanio, las aleaciones de titanio tienen una excelente resistencia a la corrosión en soluciones alcalinas, la mayoría de las soluciones de ácidos orgánicos, soluciones de sal inorgánica, Y Medios oxidantes. Sin embargo, en soluciones de ácido reductor, El fluoruro se combina fácilmente con iones de hidrógeno para formar fluoruro de hidrógeno, que se adsorbe preferentemente en la película de óxido de superficie de los materiales de titanio, desplazando los átomos de oxígeno y haciendo que el fluoruro soluble forme una película pasiva en la superficie de las aleaciones de titanio, lo que provoca corrosión y destrucción. Entre ellos, la solución HF tiene el efecto de corrosión más fuerte sobre el metal de titanio. Al principio, el contenido de flúor era muy bajo y no causaba corrosión del equipo. Sin embargo, a medida que aumentó el tiempo de procesamiento, el contenido de flúor continuó aumentando a través de la concentración y el enriquecimiento, superando la resistencia a la corrosión de los materiales metálicos de titanio, lo que finalmente condujo a la corrosión del flúor. Los principales eventos que ocurren durante el proceso de corrosión del fluoruro.
La reacción es la siguiente:
Ti2O3 6HF = 2TiF3 3H2O
(1) TiO2 4HF = TiF3 2H2O
(2) TiO2 2HF = H2O TiOF2
(3) A través de la ecuación de reacción principal de la corrosión del fluoruro, se puede identificar el mecanismo de la corrosión del fluoruro, encontrando así una solución al equipo de corrosión del fluoruro.
Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología dedicada a la investigación y desarrollo de adsorbentes de alto rendimiento, catalizadores y sus aplicaciones de proceso. Con una serie de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento desarrollados de forma independiente como núcleo, combinados con tecnología de proceso desarrollada de forma independiente, Haipu se ha convertido en un proveedor de soluciones profesionales en los campos de la gobernanza ambiental y el reciclaje de recursos. Al mismo tiempo, teniendo como nuestra responsabilidad ayudar a las empresas industriales a cumplir con los estándares ambientales y lograr el desarrollo sostenible mediante la utilización de recursos, adoptamos la producción magra modular y desarrollamos soluciones de ingeniería basadas en datos de investigación y desarrollo. Confiando en adsorbentes de alto rendimiento desarrollados independientemente y desarrollo de procesos riguroso y completo, Haipu ha acumulado muchos casos de tratamiento en el tratamiento profundo de aguas residuales que contienen flúor, resolver problemas de desarrollo y crear valor para muchas empresas.
El adsorbente de alto rendimiento de Haipu tiene las siguientes ventajas:
Amplia aplicabilidad y buena practicidad
Este método se puede aplicar a concentraciones de aguas residuales que varían de unos pocos a varios cientos de ppm, y la adsorción no se ve afectada por las sales inorgánicas contenidas en la solución. También se puede aplicar en sistemas no acuosos.
Alta eficiencia de adsorción, fácil desorción y regeneración
Para aguas residuales que contienen flúor, después de la adsorción, generalmente puede cumplir o acercarse a los estándares de descarga, con una tasa de adsorción de material de más de 95%, sin producir contaminantes secundarios, y puede reducir significativamente el contenido de fluoruro. Se utilizan disolventes ácidos-base o orgánicos comunes para la desorción, y la tasa de desorción generalmente puede alcanzar más de 92%.
Rendimiento estable y larga vida útil
El material tiene una alta resistencia a la oxidación, ácido y álcali, y disolventes orgánicos, y se puede utilizar durante mucho tiempo por debajo de 150 ℃. En circunstancias normales, la tasa de pérdida material anual es inferior a 5%.
Beneficioso para la utilización integral y convertir los desechos en un tesoro
Los productos intermedios de materia prima o presentes en las aguas residuales generalmente tienen precios más altos. La adopción de este método puede reciclar y utilizar en gran medida, lo que generará considerables beneficios económicos. Por lo general, el valor de reciclaje es equivalente a los gastos operativos diarios, y algunos tienen excedente.
Fácil de operar, bajo consumo de energía
Usando esta tecnología, el proceso es simple, no se requiere ningún equipo especial, la tecnología es fácil de dominar y el consumo de energía térmica y eléctrica es relativamente bajo durante la operación.
Las aguas residuales que contienen flúor de 2000T/D generadas en la producción de una determinada empresa en Hunan se trataron mediante el proceso de adsorción de Haipu, y el contenido de flúor en las aguas residuales se redujo a menos de 20ppm. cumpliendo así los requisitos para la reutilización empresarial.
| Nombre | Flúor |
| Absorber el agua entrante | 714ppm |
| Agua Adsorbida | 17,8 ppm |
| Tasa de eliminación | 97.50% |
| Capacidad de procesamiento | 15 veces el volumen del material |
Capacidad de procesamiento 15 veces el volumen del material
1,2 Después del tratamiento con el proceso de adsorción de Haipu, el contenido de fluoruro en el agua de lavado que contiene flúor 600t/d de una determinada empresa en Shandong se reduce en gran medida, Y no se introducen otros iones metálicos o iones de impureza que afecten la reutilización, logrando una tasa de eliminación de más de 90%.
| Nombre | Flúor |
| Absorber el agua entrante | 65ppm |
| Agua Adsorbida | 3,2 ppm |
| Tasa de eliminación | 95.10% |
| Capacidad de procesamiento | 210 veces el volumen del material |
1,3 Se requiere que el agua de lavado que contiene flúor de la placa de circuito de 1500t/d de una empresa de Beijing se reutilice sin introducir otros iones de impureza ni aumentar el TDS del efluente. Después del tratamiento con el proceso de adsorción de Haipu, el contenido de fluoruro en el agua es inferior a 0,5 ppm y cumple con otros requisitos del cliente.
| Nombre | Flúor |
| Absorber el agua entrante | 12ppm |
| Agua Adsorbida | 0,38 ppm |
| Tasa de eliminación | 96.80% |
| Capacidad de procesamiento | 560 veces el volumen del material |
CN
EN
es 