Características y fuentes de tratamiento de aguas residuales que contienen fluoruro
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, la investigación sobre la eliminación de fluoruro del tratamiento de 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.
La principal fuente de contaminación por flúor en el medio acuático es la descarga de "tres desechos" que contienen flúor de la producción industrial, que involucran industrias como la electrólisis de aluminio, acero, cemento, ladrillos y baldosas, cerámica, fertilizantes fosfato, vidrio, semiconductores, productos farmacéuticos, Etc. La característica común de estas industrias es el uso de minerales que contienen flúor como materias primas principales o auxiliares. Durante sus procesos de fundición y producción, el flúor se descompone a partir de minerales y entra al medio ambiente, causando contaminación por flúor. Por ejemplo, la industria del aluminio electrolítico requiere la adición de fluoruro de aluminio (AlF3) y criolita (Na3AlF6) en el proceso de producción; la contaminación por fluoruro en la industria del acero es causada principalmente por la adición de fluorita durante la fabricación de acero del convertidor, lo que da como resultado la producción de una gran cantidad de gases de combustión que contienen flúor, Polvo, escoria metalúrgica y aguas residuales durante el proceso de fundición; La contaminación del flúor en la industria de fertilizantes de fosfato se debe a la presencia de flúor en la roca de fosfato. Cuando se procesa por método ácido, parte del flúor escapa como gas residual; En la producción de vidrio, cerámica, cemento y otras industrias, fluorita, criolita, A menudo se añaden fluorosilicato de sodio y otras materias primas que contienen flúor. Cuando se encienden a altas temperaturas, también se genera una gran cantidad de contaminación de flúor; industria de semiconductores La requiere el uso de ácido fluorhídrico, fluoruro de amonio, etc. en el proceso de grabado, que es la fuente de aguas residuales que contienen flúor; Debido a la presencia de flúor en el carbón, El gas de combustión de las centrales eléctricas de carbón y otras industrias (incluido el uso civil) también contiene una cierta cantidad de flúor. El flúor entra en el medio ambiente en diferentes formas. El flúor que ingresa a la atmósfera existe principalmente en forma de tetrafluoruro de silicio gaseoso (SiF4), fluoruro de hidrógeno (HF) y polvo que contiene flúor. El flúor que ingresa al agua existe principalmente en un estado iónico (como SiF26-). El flúor que ingresa a los desechos sólidos existe en formas compuestas estables como el fluoruro de calcio (CaF2).
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, y así sucesivamente.
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 para tratar aguas residuales que contienen flúor 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 las aguas residuales que contienen flúor, entre los cuales el método de precipitación tiene un proceso simple y una operación fácil, pero requiere una gran cantidad de productos químicos y 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.
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.
4,1 Las aguas residuales que contienen flúor de 2000T/D generadas en la producción de una determinada empresa en Hunan fueron tratadas por el proceso de adsorción de Haipu, Y el contenido de fluoruro 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 |
4,2 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 |
4,3 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
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