魏利

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，化工行業(yè)的發(fā)展也在與時俱進(jìn)，并在人們的生活中及工作生產(chǎn)中滲透，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中逐步受到高度重視。由于化工行業(yè)在生產(chǎn)的過程中會釋放廢污水、廢氣體等有害物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境存在一定程度污染性。因此，將化工行業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的廢水等進(jìn)行精深處理，是各個化工企業(yè)的首要任務(wù)，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(jìn)行降低處理，由于處理過程存在較大難度，通過運(yùn)用不同的處理方式，將化工生產(chǎn)中所含有高濃度的含氟含磷工業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理，使其中的氟、磷成分能符合我國規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：高濃度;含氟含磷化工廢水;處理方式

近年來，基于現(xiàn)代化社會的發(fā)展背景下，社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，帶動了人們生活質(zhì)量的增高?；ば袠I(yè)的發(fā)展促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的提升及綜合國力的增強(qiáng)，起著至關(guān)重要的作用，與此同時，在化工行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的過程中也對生態(tài)環(huán)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(xué)物質(zhì)對環(huán)境污染危害較大，因此，加強(qiáng)對化工廢水的處理工作是目前化工行業(yè)及未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)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(xiàn)出富營養(yǎng)化的問題，因此磷是我國嚴(yán)格要求的必須嚴(yán)格控制的主要污染排放指標(biāo)。另外，過量的氟會對生態(tài)環(huán)境造成極大的危害，它不僅會使人體出現(xiàn)中毒現(xiàn)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(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)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(yán)格的要求。具體來說這兩種物質(zhì)對環(huán)境和水資源的影響可以從水量、工業(yè)建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)角度去進(jìn)行分析。

在水量方面，高濃度廢水在城市發(fā)展中與我國的整體水量有較大聯(lián)系，如果對廢水進(jìn)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(fèi)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有雙重功效;在工業(yè)生產(chǎn)方面，在化工企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，污水處理情況不僅關(guān)系到企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時對企業(yè)的建設(shè)質(zhì)量也會造成極大影響。一般來說，如果企業(yè)加強(qiáng)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(jié)約企業(yè)的資金投入和減少資源浪費(fèi)具有積極作用;從經(jīng)濟(jì)的角度來說，對企業(yè)來說可以節(jié)省純凈水利用率每降低相應(yīng)的排污費(fèi)用，降低廢水處理成本，對于社會的經(jīng)濟(jì)性來說，降低水資源的消耗程度對提高我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)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(yè)不僅成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，還起著至關(guān)重要的作用。由于在化工企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，會釋放影響環(huán)境質(zhì)量的廢棄物，例如廢水、釋放的氣體及廢渣，因此，對生態(tài)環(huán)境及未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)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(yán)重污染，導(dǎo)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(jìn)行處理是一項(xiàng)艱巨任務(wù)，因此，將含有高濃度磷、氟成分的工業(yè)廢水實(shí)行P、F處理工藝的分析研究。

由于化工生產(chǎn)過中產(chǎn)生的廢水水質(zhì)和水量會根據(jù)其加工工藝方式、生產(chǎn)原料及生產(chǎn)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(xué)物質(zhì)其過程難度較高，并且沒有創(chuàng)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(tài)與水自身的pH值兩者之間存在密切關(guān)系，氟和磷成分會隨著水質(zhì)pH值的變動而變化。當(dāng)水的pH值大于6時，氟會以氟離子（F-）的形態(tài)體現(xiàn)在水中，當(dāng)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(tài)體現(xiàn)于水中。以上三種成本都能與鈣離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物為氟化鈣（CaF2）、CaHPO4和Ca3（PO4）2三種化學(xué)物質(zhì)的沉淀物，其不為水質(zhì)所溶解或自身溶解度較小，因此，在進(jìn)行對高濃度含氟含磷的化工廢水進(jìn)行處理的過程中應(yīng)科學(xué)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(tài)體現(xiàn)在廢水水體中，再進(jìn)行與鈣離子之間的化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)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(yùn)用吸附方式和化學(xué)、混凝沉淀結(jié)合方式

在對高濃度氟、磷成分的化工廢水進(jìn)行處理的過程中通常運(yùn)用沉淀方式，其中包括電石方式和混凝沉淀方式，技術(shù)人員用結(jié)合化工廢水的實(shí)際現(xiàn)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(yùn)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(yīng)采用化學(xué)、混凝兩者結(jié)合的沉淀方式進(jìn)行凈化處理。在廢水處理中運(yùn)用化學(xué)沉淀方式能將水體重的氟成分降低，依托這種現(xiàn)象化學(xué)沉淀的化學(xué)反應(yīng)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(xué)、混凝兩種沉淀方式相結(jié)合時，能有效提升化工廢水處理工作效率及質(zhì)量。其處理過程首先運(yùn)用電石和氧化鈣等自身具有鈣離子的化學(xué)物質(zhì)將化工廢水中的氟和磷成分的三種形態(tài)進(jìn)行沉淀作用，再將沉淀水體的pH值進(jìn)行調(diào)試并且充分?jǐn)嚢?，讓這三種形態(tài)的體現(xiàn)與鈣離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

化學(xué)反應(yīng)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(jìn)行混凝沉淀方式的處理，在化工廢水中應(yīng)用化學(xué)沉淀和混凝沉淀相互結(jié)合的處理方式中，能將高濃度的氟、磷成分實(shí)現(xiàn)98%以上的處理效果。經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)的需求。在具有較高濃度的氟、磷化工廢水中運(yùn)用吸附方式的處理過程，主要使化工廢水在經(jīng)過安裝有吸附劑的設(shè)備時，將氟和磷成本與吸附劑成分中的離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或吸附作用，從而實(shí)現(xiàn)基團(tuán)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(yùn)用沸石進(jìn)行吸附方式將氟和磷進(jìn)行去除，能達(dá)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(yīng)的優(yōu)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(yōu)勢，但其再生效率較低，不能進(jìn)行循環(huán)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(xiàn)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(jìn)行相互結(jié)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(xiàn)出的氟離子（F-）、酸氫根（HPO42-）和磷酸根（PO43-）三種形態(tài)與鈣離子（Ca2+）之間的反應(yīng)時間，同時實(shí)現(xiàn)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)符合國家相關(guān)規(guī)定。

（二）運(yùn)用石灰石處理方式

在對高濃度含氟含磷化工廢水中運(yùn)用石灰石方式的處理工藝應(yīng)經(jīng)過5道處理環(huán)節(jié)，首先運(yùn)用調(diào)節(jié)池將具有高濃度氟、磷成分的化工廢水進(jìn)行水質(zhì)的調(diào)節(jié);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(diào)人為調(diào)整，并運(yùn)用pH 傳感器設(shè)備進(jìn)行pH值測試，測試完畢后，將具有高濃度氟、磷含量的工業(yè)廢水從調(diào)節(jié)池導(dǎo)出至反應(yīng)池中，進(jìn)行中和反應(yīng)的處理。

化工廢水反應(yīng)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(yīng)池導(dǎo)出至相應(yīng)的一級沉淀池中，從而實(shí)現(xiàn)了將化工廢水在反應(yīng)池中產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行分離，再將化工廢水在一級沉淀池中完成沉淀分離后導(dǎo)致其進(jìn)入二級和三級反應(yīng)池中，再開展對一級反應(yīng)池中的廢水處理，并在進(jìn)入二級至三級的反應(yīng)池過程中將化工廢水中的氟、磷成分更進(jìn)一步的進(jìn)行沉淀處理，在化工廢水從三級反應(yīng)池中導(dǎo)出，同時通過過濾器設(shè)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(shí)現(xiàn)廢水排放達(dá)標(biāo)目的（如圖所示）。

高濃度含氟含磷化工廢水運(yùn)用石灰石方式處理工藝流程圖

四、結(jié)語

總而言之，含氟含磷的化工廢水強(qiáng)酸性pH值小于3的狀態(tài)下，運(yùn)用石灰石的投放、攪拌并將磷酸根（PO43-）和氟離子（F-）進(jìn)行中和沉淀，其處理重點(diǎn)環(huán)節(jié)是進(jìn)行對廢水pH值的實(shí)時監(jiān)管分析，同時應(yīng)合理控制石灰石的用量，并及時掌握三種形態(tài)與鈣離子（Ca2+）的化學(xué)反應(yīng)。在處理過程中，還應(yīng)添加適量的氯化鈣，為了確保處理效果，應(yīng)控制其過程及反應(yīng)方向，若出現(xiàn)反應(yīng)效果不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，應(yīng)重復(fù)上一處理階段，如在反應(yīng)過程中出現(xiàn)較多沉淀物，則應(yīng)保證排水管道運(yùn)行暢通，避免出現(xiàn)閥門及管道發(fā)生阻塞現(xiàn)象?；U水的處理方式具有多種，無論運(yùn)用怎樣的處理方式都應(yīng)嚴(yán)格遵守處理工藝流程，讓其在化工行業(yè)的廢水處理中發(fā)揮本質(zhì)作用。

參考文獻(xiàn)：

[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(yīng)用的效果[J].化學(xué)工程與裝備，2014，（10）：209-212.

[2]貴州中車綠色環(huán)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(dāng)代化工，2001，30（4）：193-195.