姜 科，潘希賢，周 惠

(1 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004； 2 湖南中金嶺南康盟環(huán)?？萍加邢薰荆?長沙 410205)

氟是水體中主要污染物之一，含氟廢水主要來源于氟化工、玻璃制造、半導(dǎo)體等行業(yè)。在污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中，氟的排放限值為10 mg/L。在新頒布的無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB31573-2015)中，氟的排放限值降低至6 mg/L。面對新要求，傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀、絮凝沉淀除氟技術(shù)[1]已不能保證出水氟濃度達(dá)標(biāo)。而現(xiàn)有的離子交換、吸附技術(shù)[2]盡管可以使廢水氟濃度降至6 mg/L以下，但對氟的選擇吸附性和吸附容量有限，不適合用于處理工業(yè)含氟廢水。

1 熱力學(xué)模型的建立

在H+-F--Al3+-H2O體系中，溶解態(tài)物質(zhì)之間的平衡關(guān)系如表1所示。

表1 H+-F--Al3+-H2O體系的熱力學(xué)平衡關(guān)系

續(xù)表1

AlF3→Al3++3F-16.8[4]AlF-4→Al3++4F-19.4[4]AlF2-5→Al3++5F-20.6[4]AlF3-6→Al3++6F-20.6[4]Al3++H2O→Al(OH)2+ +H+4.99[4]Al3++2H2O→Al(OH)+2 +2H+10.1[4]Al3++3H2O→[Al(OH)3]aq+3H+15.6[4]Al3++4H2O→Al(OH)-4 +4H+23.0[4]HF→H++F-3.176[5]HF-2→HF+F-3.653[5]

假設(shè)體系中總鋁、總氟濃度分別為c(Al)和c(F)，根據(jù)元素守恒可知：

通過分析這些物質(zhì)之間的電離平衡關(guān)系以及元素守恒關(guān)系，可以得到不同c(Al)、c(F)、pH下，各物質(zhì)占c(Al)和c(F)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 F/Al摩爾比對含氟、鋁配合物形態(tài)的影響

設(shè)定平衡pH=7，改變c(F)和c(Al)摩爾比，含氟和含鋁配合物形態(tài)如圖1所示。

圖1 F/Al摩爾比對含氟配合物形態(tài)的影響

2.2 平衡pH對含氟配合物形態(tài)的影響

設(shè)定c(F)和c(Al)摩爾比為1:1，改變平衡pH值，含氟和含鋁配合物形態(tài)如圖2所示。

圖2 平衡pH對含氟配合物形態(tài)的影響

3 結(jié) 論