由表2 可見，Al2(SO4)3作為混凝劑，即使在Ca2+投加量較少的條件下，對氟離子的去除效果也優(yōu)于PAC 。有研究表明，在PAC 對氟離子的絮凝沉淀過程中，離子吸附是一項重要的作用方式，當水中SO42-，Cl-等陰離子的濃度較高時，由于存在競爭，會使絮凝過程中形成的Al(OH)3(am) 礬花對氟離子的吸附容量顯著減少[3] 。此外， F-能與Al3+等形成從AlF2+，AlF2+，AlF3到AlF63-共6 種絡(luò)合物，這些鋁氟絡(luò)合離子在絮凝過程中會形成鋁氟絡(luò)合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夾雜在新形成的Al(OH)3(am)絮體中沉降下來 。
在此基礎(chǔ)上，考察了Al2(SO4)3投加濃度對氟離子去除效果的影響，實驗結(jié)果如圖1 所示 。
本試驗中，增大Al2(SO4)3的投加量，出水中氟離子濃度降低 。當Al2(SO4)3投加濃度達到400mg·L-1 時，出水氟離子濃度達到11.4mg·L-1，高于表2 中相對應(yīng)數(shù)據(jù) 。鋁鹽絮凝沉淀法氟離子去除效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中SO42-，Cl-等陰離子的影響較大，出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定 。
2.3 以NaOH 調(diào)節(jié)pH 值CaCl2作為化學(xué)沉淀劑對氟離子的影響
廢水使用25%NaOH 調(diào)節(jié)pH 值至中性或堿性，加入CaCl2 （2240mg·L-1）反應(yīng)1 小時后，投加PAC 作為混凝劑，投加濃度為400mg·L-1，反應(yīng)10min后沉淀2h，測定上清液氟離子濃度，實驗結(jié)果如表3 所示：
以CaCl2作為化學(xué)沉淀劑，出水中氟離子濃度小于4mg·L-1，遠小于排放標準中要求的10mg·L-1，也小于氟化鈣的溶解度8.9mg·L-1，且效果穩(wěn)定 。這是因為當水中含有氯化鈣、硫酸鈣等可溶性的鈣鹽時，由于同離子效應(yīng)而降低氟化鈣的溶解度，使出水中氟離子濃度大大降低 。
3 小結(jié)及結(jié)論
通過對福建某化工廠含氟廢水的小試試驗，得出以下結(jié)論：
3.1 隨著鈣離子濃度的增加，廢水中的氟離子濃度下降 。
3.2 以Ca(OH)2作為化學(xué)沉淀劑時，投加Al2(SO4)3作為混凝劑比投加PAC 作為混凝劑對氟離子的去除效果更好 。隨著Al2(SO4)3投加量的增大，氟離子去除效率增高 。但是鋁鹽對廢水中氟離子的去除作用不穩(wěn)定 。
3.3 用NaOH 調(diào)節(jié)廢水pH 值，以CaCl2作為沉淀反應(yīng)劑并輔助PAC 的混凝沉淀作用，出水氟離子濃度小于4mg·L-1，達到排放標準，效果穩(wěn)定 。
在工程實踐中，Ca(OH)2難溶于水，多以乳化液形式投加 。由于出水氟離子濃度隨著鈣離子濃度增大而降低，以Ca(OH)2作為鈣鹽，要保證出水效果，要求Ca(OH)2投加量大，由于生產(chǎn)的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量進一步增大，出水pH 值要回調(diào) 。此外，Ca(OH)2乳化液投加過程中，溶藥過程操作難度大，管道容易堵塞，維修頻繁 。采用NaOH 調(diào)節(jié)廢水pH 值，以CaCl2作為鈣鹽，其溶解度大，溶解投加均方便，操作方便，設(shè)備投資小，耗電少 。同時，CaCl2產(chǎn)生的同離子效應(yīng)有效降低出水氟離子濃度，穩(wěn)定出水效果 。
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