对含汞废水的处理及改进措施

第一篇：对含汞废水的处理及改进措施

对含汞废水的处理及改进措施

摘 要：化工，冶金，机械等排出的废水是主要的废水污染源头。像化工、塑料等工厂废水是水体中汞的主要污染来源。日本水误病就是由于在制造氯乙烯和醋酸乙烯的过程中使用含汞（Hg）的催化剂，使得排放的废水含有大量的汞。目前我国水污染日趋严重，蓟运河、第二松花江和锦州湾海域、黄河包头段等存在严重的汞污染，主要都是由于工厂废水排出没有及时处理造成的。

关键词：汞废水；污染；改进

中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）11-194-3

0 引言

新疆中泰化学股份有限公司作为氯碱企业，在氯乙烯合成过程中必须要用的高汞触媒，在合成过程中会挥发出汞蒸汽和含高汞的触媒粉，在后续的处理过程中会产生一定量的含汞废水，产出含汞废水的主要来源是盐酸脱吸副产盐酸废酸液；碱洗塔废碱液以及更换触媒氯化汞时产生的含汞废水。传统含汞废水的处理，有四种方法，包括硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法、混凝法等。这些方法大部分需要根据费用来选择，因此会对工程中一些废水处理造成一些问题。现就对近年来研究较多的几种含汞废水处理方法及该公司对应含汞废水的处理措施做如下综述。近年来研究较多的几种含汞废水处理方法

1.1 硫化物沉淀法

含汞废水中加入硫化物处理，由于Hg2+与S2-有强烈的亲合力，能生成极小硫化汞而硫化汞是汞化合物中溶解度最小（Ksp=4*10-53），因此可以用硫化物沉淀法从溶液中除去，硫化物沉淀法反应式如下：

Hg22+ + S2-=Hg2S↓

Hg2+ + S2-=HgS↓

其方法为：用氢氧化钠和盐酸将废水pH值调节至弱碱性，分别加一定量的硫化钠、FeSO4后续处理可与絮凝、重力沉降、过滤或溶气浮选等分离过程相结合。就可以使废水中的汞含量低于国家排放标准（0.05mg?L-1）。该方法的优点是：①操作简单，不受废水中Hg2+浓度高低的限制；②沉渣化学性质稳定，不容易造成二次污染。

该方法也存在不足之处：①在硫化物过量较多时会形成可溶性汞硫络合物；②检测起来比较困难；③一些残余物质会造成一定的污染。④硫化物沉淀法处理所引起的环境问题是富汞沉淀污泥的不断积累。

1.2 吸附法

吸附法包括：活性炭吸附法、沸石分子筛吸附法、改性膨润土吸附法、玉米芯粉吸附法等，下面主要对活性炭吸附法进行介绍。

生产中最为常用的是活性炭吸附法。此方法可以将水中的汞吸附掉，主要用于发达国家，虽然我国也有很多地区在用，但是因为其成本比较高，所以所用地区也不是很多，而且只能用于浓度比较低的废水。废水含汞浓度高时，可先进行一级处理，降低废水汞浓度后再用活性炭吸附。将含汞量1-2 mg?L-1以下的废水通过活性炭滤塔，排出水含汞量可下降至0.01―0.05 mg?L-1。回收汞后活性炭可再生并重复利用。

活性炭的处理效果与很多因素相关，其中包括汞的初始形态和浓度、活性炭的用量和种类、pH控制值以及活性炭与含汞废水的接触时间。

1.3 离子交换法

大孔巯基离子交换剂对含汞废水处理有很好的效果。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力，吸附在树脂上的汞，可用浓盐酸洗脱，定量回收。含汞废水经过处理后排出水含汞量可降至0.05mg/L以下。除此之外，该方法也是目前我国正在极力推广的一种方法。而且产生了不错的效果。在大部分无机汞的离子交换处理技术中，首先需加入氯气或次氯酸盐或氯化物，以形成带负电荷的汞氯络合物，然后用阴离子交换树脂脱除。此方法主要用于汞量较高的工业废水，先进行初级处理，然后再用此方法处理，效果是非常明显的！

一旦废水中氯化物的成分比较低，采用阳离子交换树脂是非常有效果的。含巯基（R-SH）的树脂如聚硫苯乙烯对汞离子的吸附有很高的选择性。硫羟树脂在欧洲被广泛应用于汞正离子的去除。据报道异硫脲?f树脂对无机汞和甲基汞都有效，而甲胺酸酯型树脂对汞有极高的亲和力和选择性。不管是用来去除汞氯络合物的阴离子树脂，还是用来去除汞离子的阳离子树脂，它们处理无机汞的最低出水含量为1～5μg/L。

用离子交换纤维净化含汞废水的优点是：①处理水质高、处理后可使汞含量达0.005mg/L以下；②设备简单，离子交换纤维比表面积很大，可达40m2/g。吸收汞的速度快，一般20min就可平衡，缩小了设备体积；③没有二次污染，离子交换纤维吸汞饱和后，可以用酸液再生，再生液浓度比原来废水要高100倍以上[4]，便于集中处理和利用，纤维老化后，可以烧掉纤维，回收汞盐。

综上含汞废水的处理方法还有很多，各企业及研究机构都在对此进行攻关和研究，且取得了一定成果，但对于氯碱企业，VCM合成过程中产生有多种，较复杂成分的含汞废水，还没有一种经济、高效、成熟的处理工艺。对含汞废水的处理及改进措施

公司氯碱厂氯乙烯车间一期项目生产装置40万t/a PVC装置于2008年11月份建成投产并一次开车成功。含汞废水处理装置是一期技改期化工项目上的一套环保设施，该装置本应与一期技改化工项目同步调试开车，但系统安装完成后，该装置不能满足生产需要，废水含汞处理达不到使用要求，且处理过的废水含盐量较大，回用后对生产系统影响较大。2012年新增双效蒸发装置，解决废水含盐量大问题。

2.1 车间含汞废水概况

2.1.1 车间用水来源

①正常生产中，HCL、乙炔原料气夹带的水；

②正常生产中，碱洗塔配碱（<30%液碱），每次有70%以上的水进入系统。

③正常生产中，碱洗塔洗塔用水。

④因调解解析中酸浓度，水洗塔的加水。

⑤机封水用水。

⑥车间界区的雨水、雪水。

2.1.2 车间废水产生点

①HCL和乙炔夹带的水，在混脱中形成酸排放进入解析系统。酸中>60%的水。

②车间3套装置，四个碱洗塔排放的废水。

③合成净化装置产酸，在深度解析废酸所生成的废水。

④压缩、精馏的生产排污。

⑤机封水排污。

⑥各岗位打扫卫生排污。

⑦车间界区雨水、雪水的排污。

2.2 车间废水产水量分析（表1）

2.3 改进措施

①新上双效蒸发工艺，通过蒸发的方式除去废水中的盐分及汞和其他杂质，形成较为纯净的水，且含盐便于回用。

其工艺原理为：在负压状态下，通过两级蒸发，蒸馏出较干净的废水，从而滤除含汞盐作为汞废弃物由汞生产单位回收利用。

②对车间废水，经过缜密的分析后，清污分流，增加双效蒸发装置，便于废水的合理回用。

③车间废水清污分流，压缩、精馏排水，雨水、雪水含汞较低，直接分流至渣浆回用。

④经过双效装置的处理，废水完全可回用于各用水点。

主要理念是：含汞废水在何处排放，经除盐后废水回用于何处。产生的含汞盐，作为含汞危废物由有资质厂家回收利用。减少汞流失。

2.4 实施情况

含汞废水项目2012年3月开始实施，7月完成工艺安装，8月份装置试运行过程中，运行情况如下：（表2）

单从数据上看，脱盐率保持在95%以上，处理后的废水可以回用至碱洗塔洗塔、可作为固碱化碱用水、水洗塔加水等，形成含汞废水的自我循环，逐步断绝外加工业水，从本质上减少含汞废水的产生量。

在装置试运行过程中，曾出现机封易损坏、装置自动化程度低，现场操作工劳动强度大等一系列问题，经技术人员攻关改造，消除了工艺缺陷（表面冷凝器配管存在工艺缺陷），加强自动化改造。2014年3月15日完成改造后，现废水处理量约为1.2m3/h，实现装置全流程DCS控制，大大降低现场操作工劳动强度，实现装置连续良好运转，达到预期目标。

2.5 实施后产生的效益（表3）

从上表看出，车间外排废水产量=0。取得经济效益和社会效益

①减少含汞废水产量，降低汞污染。

②处理后的废水可以回用系统，降低成本。

③采用双效蒸发处理装置处理含汞废水的方法较为简单、方便，能耗较低。

④废水处理装置的有效使用，大大减少了车间的水的消耗，按车间水的使用统计计算，车间每天用水48.6m3，全年17739m3。废水装置的有效使用每年可以减少税费 开支5万多元。

⑤污水处理装置的改造，更解决了全行业性含汞废水的难题。

采用双效蒸发处理工艺处理含汞废水，工艺简单，危险性低，能耗低；利用双效蒸发处理工艺，将含汞废水浓缩结晶，去除废水中盐分及氯离子，其去除率达到99%，而且利用双效蒸发处理装置处理含汞废水，是我国电石法聚氯乙烯含汞废水处理工艺中的一项新技术。

第二篇：含汞废水处理运行考核规定

含汞废水处理运行考核规定

为了确保含汞废水处理系统处于正常运行状态，进一步提高人员的操作技能和责任心，现对系统运行考核做如下规定：

1.除设备故障及计划停车外，污水处理必须保证全天24小时正常运行，违者一次罚款100元；

2.运行人员和分厂不得随意调整污水处理的运行方式，分厂可以根据汞含量分析报告单情况增减药剂量，但绝不能停加药剂，需调整时须向安全环保科汇报，违者一次罚款100元；

3.调节池PH值须控制在6—9之间、中和池PH值须控制在6—9之间，PH值一项不合格罚款50元；

4.必须保证药剂根据比例同时加入，各种药剂应提前两周报计划采购。因药剂短缺造成出水不合格的，罚款100-300元；

5.运行出现故障时当班班长须第一时间通知分厂相关人员予以解决，并及时汇报安全环保科，汇报不及时者罚款100元；

6.任何人不得随意改动汞含量的分析数据，发现一次罚款 100-500元；

7.取样不得弄虚作假，违者罚款100元；

8.未按规定认真准时巡检者，发现一次罚款50元；

9.各项记录须如实认真填写，如发现不认真填写记录者一次罚款50元；

10.各项记录按时上报，迟报或不报、一次罚款50—100元；

11.出水指标连续48小时不达标在分厂绩效考核中体现。

12.本规定自下发之日起执行。

第三篇：对印染废水处理方法的改进（xiexiebang推荐）

对印染废水处理方法的探讨及改进建议

宇振涛（宇振涛 山东省昌乐县环境监测站，昌乐262400）

摘 要 纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，据不完全统计，我国日排放印染废水量为3000-4000kt，是各行业中的排污大户之一。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用。本文从理论和实践的角度，分析了印染废水处理工艺中存在的缺点，并提出优化建议。这对于印染废水治理工艺是有益的改进和提高。

关键词 印染废水 处理方法 建议

11Study and advice for purification method of printing and

dyeing wastewater

Yu Zhentao(Shandong Province Changle County Environmental Monitoring

Station,Changle262400)Abstract Textile printing and dyeing industry as China has the advantage of one of the traditional pillar industries, according to incomplete statistics, China on the amount of wastewater discharge dyeing 3000 ~ 4000 kt, the industry is in one of the major sewage.Strengthen dyeing wastewater treatment can ease the serious shortage of water resources issues, the protection of the environment and maintaining ecological balance plays a vital role.From the perspective of the theory and practice, analysis of the waste water treatment technology in printing and dyeing of the shortcomings and make optimization recommendations.This dyeing wastewater treatment technology is effective to improve and enhance.Key words Textile Printing and Dyeing； Approach； Advice 1 引言

纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20世纪90年代以来获得迅猛发展，其用水量和排水量也大幅度增长。据不完全统计，我国日排放印染废水量为3000-4000kt，是各行业中的排污大户。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重 1 匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡、促进可持续发展起着极其重要的作用。企业概况

我县某印染厂属于棉及化纤印染精加工行业，主要对棉和化学纤维纺织品进行漂白、染色、轧光、起绒、缩水等工序的加工，年生产棉混纺机织物800万米，年消耗原材料：颜料102吨、食盐262吨、苏打364吨、清洗剂36吨，每天排放污水700-800立方米。按照颜料利用率80％，清洗剂利用率为5％计算，每天排放的污水中含有：颜料68公斤，食盐870公斤，苏打1210公斤，清洗剂114公斤。印染过程中产生的污水经生物净化系统净化，再经芦苇湿地进行净化后排入农业用水区水域中。对生化处理设备及工艺的分析及优化建议 3.1 对现有的污水处理工艺的分析及优化建议

污水处理工艺：过滤—沉淀—碱化—生化降解—脱色（加氯）--芦苇湿地。印染污水与冲洗污水是分别排放处理的，这在污水处理技术中是非常有效的处理方法。在使用活性染料时，活性染料的水解物不像吸附性染料那样易于处理。也就是说：很难用吸附处理的方法清除污水中的颜色，相反，必须采用氧化剂破坏色基来除掉颜色。只能在中性酸碱度的条件下用氯气脱色：氯气在水中反应生成次氯酸(HOCl)和氯化氢（HCl）。为了优化加氯的效果，必须在碱性污水中加氯气。从而反应出次氯酸钠。这种次氯酸钠（NaOCl）在PH值为9.5-10.5时有着最佳的反应效果。而实际加氯（Cl2）脱色是在净化系统后段在酸碱度为中性的条件下进行的；降解过程中污水的流速太快，加气时的流量也较大。原则上讲，这对于好氧过程是有利的，但不利于沉淀。

改进建议：

（1）脱色处理前移到污水处理系统的前部，直接在染料池中，在第一次清洗前加氯。

（2）印染污水的加氯（包括第一遍清洗水）、脱氯应在印染后直接进行。使用氯气进行脱色时，必须保证印染废水的pH值控制在9.5～10.5。有效的利用氧化剂和还原反应剂(NaOCl和H2O2)进行加氯和脱氯，并且加氯和脱氯应在密闭的反应池中进行。

（3）为了在脱色时最佳的利用氯气，应在密闭的反应罐中加氯，并加强搅拌。

①①单国华，贾丽霞 印染废水处理方法及其研究进展 《广西轻工业》-2007年23卷4期, 48页（4）为了减少对加氯控制的难度，建议使用NaOCL次氯酸钠漂白液。此处也应使用密闭的反应罐和强力搅拌，保证pH值控制在9.5～10.5。

（5）建议在使用前对次氯酸钠漂白液进行滴定检测。在碱性液体、pH值控制在9.5～10.5时，可以明显的消除氯气的气味，但是应做到准确的定量和强力的搅拌。需要注意的是应对产生的次氯酸钠的浓度进行检测，在完成脱色后保证次氯酸钠的残留量为零。这样，将可以减少氯的使用量。如果不能掌控反应条件和反应过程时，需用双氧水脱氯，此时的重要条件也是：pH值控制在9.5～10.5 ；强烈搅拌；密闭的反应罐。

（6）降低水流速度，降低加气速度，增加污水在加气池中的停留时间。3.2 对现有的污水处理设施的分析及优化建议

由于管理维护人员没有严格按照操作规程工作，设备得不到及时的保养和维修；操作规程制定的不够合理，污水处理达不到预期的效果；曝气池中的水面没有充分利用起来，由于池子的两侧各有3米左右的坡度，因此整个池子的有效面积不是2800平方米，而是2146平方米；污水处理系统后部的脱色设施没有充分发挥作用。

因此建议：

（1）定期采取维护保养措施，保障过滤网正常工作。必须保证污水在进入污水处理系统之前经过过滤。

（2）在缺乏营养物质的污水处理池中增加非活性印染成分。增强沉淀池的利用，至少在污水入口前完全浮选在左侧的潜水泵应悬挂起来，至池底大约1米左右。自动供水时的水位高度应调整好，保证悬浮池中的污水水位与入口相同。

（3）不要使用这种有斜坡的处理池。对曝气的空气压缩机进行供气量调节；减少曝气头堵塞。

（4）将脱色设施移到污水处理系统的前部。

3.3 对潜流式芦苇生物污水净化系统的分析及优化建议 R.Kickuth博士的潜流式湿地的一般要求是：（1）湿地应是斜坡；

（2）芦苇根系的生长深度在1米至1.20米;（3）污水应通过整个湿地流淌过去。

因此，现有的纯芦苇生物净化系统不是Kickuth教授所述意义上的潜流式芦苇污水净化系统。

芦苇作为浅根散生型植物，根系分布一般都在5-20CM之间。由于这些植物的根系分 布浅，而且一般原生于土壤环境，适宜配臵于表流式人工湿地中。②此地芦苇根系的深度大多在4厘米至38厘米之间。在这一根系深度中，只能产生好氧区和兼氧区。考虑到冬季芦苇根系活性和反应速率的降低，会导致净化效果的下降。同时，决定湿地处理效率的因素除了系统内污染物降解的反应动力学和湿地内部的水流流态外,还有许多外在的因素如温度、进水负荷、水力停留时间、气候特征等,它们都会对污水净化效果产生影响。由于系统缺氧，不能提供良好的硝化作用环境条件，因而不能产生大量的反硝化作用底物——硝酸盐，为反硝化作用打下基础。要使硝化-反硝化途径畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度；污水不是漫流的方式进入芦苇湿地，在过水处存在很大的水流冲击力，芦苇生长不均衡，整个面积的利用率降低。

因此建议：

（1）引进优良芦苇品种，加大芦苇的种植面积。保障湿地对废水的处理效果。（2）对进入湿地的污水进行曝气，以增加水中的DO；或使污水中的氮素物质在进入人工湿地前作预处理，使之转化成NO3-N。

（3）增加湿地植物的密度，或采用间歇进水方法，提高系统中的氧浓度。（4）往水中加入一定量的明矾[Al2(SO4)3]或氯化铁[FeCl3]会使磷的净化效率显著升高，主要原因是由于Al3+（Fe3+）与PO43-结合生成磷酸盐沉淀。使土壤固磷能力大大增加。

（5）污水要在湿地区域10米内漫流深入地下。

相信随着科学技术的不断进步，印染废水的处理工艺将逐渐完善，投资省、运行费用低、操作简单的处理技术将给印染废水的处理带来新的希望。

二OO八年七月八日

③

②陈长太等 人工湿地植物的选择原则 《中国给水排水》-2003Vol.19 ③丁疆华 舒强 人工湿地在处理污水中的应用 《农业环境保护》2000 , 19(5): 320～封三

第四篇：含氟废水处理方案

综述了近年来国内外含氟水化学沉淀、絮凝沉淀、吸附三种处理工艺的研究进展，并对其除氟机理进行了讨论。认为三种处理工艺各有其特点及应用场合；在处理含氟水过程中，三种处理机理可能同时发生。

氟是人体必需的微量元素之一，饮用水适宜的氟质量浓度为0.5～1 mg／L。当饮用水中氟含量不足时，易患龋齿病；但若长期饮用氟质量浓度高于1 mg/L的水，则会引起氟斑牙病［１］；长期饮用氟质量浓度为3～6 mg/L的水会引起氟骨病［2］。我国含氟地下水分布广泛，尤其是在西北干旱地区，约有7000万人饮用含氟量超标的水，导致不同程度的氟中毒。工业上，含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，造成环境污染。

对于这些含氟废水，目前国内大多数生产厂尚无完善的处理没施，所排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，严重污染着人类赖以生存的环境。按照国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于10 mg/L；对于饮用水，氟离子浓度要求在1 mg／L以下［3］。含氟废水的处理方法有多种，国内外常用的方法大致分为两类，即沉淀法和吸附法。除这两类工艺外，还有冷冻法、离子交换树脂除氟法［4］、活性炭除氟法、超滤除氟法、电渗析［5］，至今很少推广应用于除氟工艺，主要是因为成本高、除氟率低。本文对近年来国内外含氟水化学沉淀、絮凝沉淀、吸附三种处理工艺的研究现状及工程应用进行综述。

化学沉淀法

对于高浓度含氟工业废水，一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水很难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点。

氟化钙在18 ℃时于水中的溶解度为16.3 mg/L，按氟离子计为7.9 mg／L，在此溶解度的氟化钙会形成沉淀物。氟的残留量为10～20 mg/L时形成沉淀物的速度会减慢。当水中含有一定数量的盐类，如氯化钠、硫酸钠、氯化铵时，将会增大氟化钙的溶解度。因此用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20～30 mg／L［6］。石灰的价格便宜，但溶解度低，只能以乳状液投加，由于生产的CaF2沉淀包裹在Ca(OH)2颗粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。投加石灰乳时，即使其用量使废水pH达到12，也只能使废水中氟离子浓度下降到15 mg/L左右，且水中悬浮物含量很高［7］。当水中含有氯化钙、硫酸钙等可溶性的钙盐时，由于同离子效应而降低氟化钙的溶解度。含氟废水中加入石灰与氯化钙的混合物，经中和澄清和过滤后，pH为7～8时，废水中的总氟含量可降到10 mg／L左右。为使生成的沉淀物快速聚凝沉淀，可在废水中单独或并用添加常用的无机盐混凝剂(如三氯化铁)或高分子混凝剂(如聚丙烯酰胺)。为不破坏这种已形成的絮凝物，搅拌操作宜缓慢进行，生成的沉淀物可用静止分离法进行固液分离。在任何pH下［8］，氟离子的浓度随钙离子浓度的增大而减小。在钙离子过剩量小于40 mg／L时，氟离子浓度随钙离子浓度的增大而迅速降低，而钙离子浓度大于100 mg／L时氟离子浓度随钙离子浓度变化缓慢。因此，在用石灰沉淀法处理含氟废水时不能用单纯提高石灰过剩量的方法来提高除氟效果，而应在除氟效率与经济性二者之间进行协调考虑，使之既有较好的除氟效果又尽可能少地投加石灰。这也有利于减少处理后排放的污泥量。

由于氟化物不是废水中唯一要被除去的污染物，因此要根据实际情况选择合适的处理方法。例如含氟废水中溶有碳酸钠、重碳酸钠时，直接投加石灰或氯化钙，除氟效果会降低。这是因为废水中存在着一定量的强电解质，产生盐效应，增加了氟化钙的溶解度，降低除氟效果。其有效的处理方法是先用无机酸将废水pH调到6～8之间，再与氯化钙等反应就可有效地除去氟离子。若废水中含有磷酸根离子，则先用石灰处理至pH大于7，再将沉淀物分离出来。对于成分复杂的含氟废水，可用加酸反调pH法［9］，即首先在废水中加入过量的石灰，使pH＝11，当钙离子不足时补加氯化钙，搅拌20 min，然后加盐酸使废水pH反调到 7.5～8，搅拌20 min，加入絮凝剂，搅拌后放置30 min，然后底部排泥，上清液排放。

近年来有些研究者提出在投加钙盐的基础上联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐等工艺，处理效果比单纯加钙盐效果好。如阎秀芝［10］提出氯化钙与磷酸盐除氟法，其工艺过程是：先在废水中加入氯化钙，调pH至9.8～11.8，反应0.5 h，然后加入磷酸盐，再调pH为6.3～7.3，反应4～5 h，最后静止澄清4～5 h，出水氟质量浓度为5 mg/L左右。钙盐、磷酸盐、氟三者的摩尔比大约为(15～20)∶2∶1。文献中［11］报道了一种用氯化钙和三氯化铝联合处理含氟水的方法，其工艺过程是：先在废水中投加氯化钙，搅溶后再加入三氯化铝，混合均匀，然后用氢氧化钠调pH至7～8。沉降15 min后砂滤，出水氟离子浓度为4 mg/L。氯化钙、三氯化铝和氟的摩尔比为(0.8～1)∶(2～2.5)∶1。钙盐联合使用镁盐、铝盐、磷酸盐后，除氟效果增加［12］，残氟浓度降低，主要是因为形成了新的更难溶的含氟化合物，剩余污泥和运行费用仅为原来的1/10。如钙盐与磷酸盐合用时，会生成Ca5(PO4)3F沉淀［10］；氯化钙与三氯化铝合用时形成有钙、铝、氟组成的络合物沉淀，其具体组成和结构尚待进一步研究［12］。

絮凝沉淀法

氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的配体交换、物理吸附、卷扫作用去除水中的氟离子。与钙盐沉淀法相比，铝盐絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点。硫酸铝、聚合铝等铝盐对氟离子都具有较好的混凝去除效果。使用铝盐时，混凝最佳pH为6.4～7.2［23～14］，但投加量大，根据不同情况每 m3水需投加150～1000 g，这会使出水中含有一定量的对人体健康有害的溶解铝。使用聚铝后，投加量可减少一半左右，絮凝沉淀的pH范围扩大到5～8。聚铝的除氟效果与聚铝本身的性质有关，碱化度为75%的聚铝除氟最佳，投加量以水中F与 Al的摩尔比为0.7左右时最佳［15］。铝盐絮凝沉淀法也存在着明显的缺点，即使用范围小，若含氟量大，混凝剂使用量多，处理费用较大，产生污泥量多；氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等操作因素及水中SO42-，Cl-等阴离子的影响较大，出水水质不够稳定，这与目前对混凝除氟机理认识还很不够有关，研究絮凝除氟机理具有明显的现实意义。

铝盐絮凝去除氟离子机理比较复杂，主要有吸附、离子交换、络合沉降三种作用机理。

(1)吸附。铝盐絮凝沉淀除氟过程为静电吸附，最直接的证据是AC或PAC含氟絮体由于吸附了带电荷的氟离子，正电荷被部分中和，相同pH条件下ζ电位要比其本身絮体要低。另一证据是当水中SO42-，Cl-等阴离子的浓度较高时，由于存在竞争，会使絮凝过程中形成的Al(OH)3(am)矾花对氟离子的吸附容量显著减少。

铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性的Al(OH)3(am)絮体，对氟离子产生氢键吸附。氟离子半径小，电负性强，这一吸附方式很容易发生，这已在铝盐除氟絮体红外光谱中得到证实［16］。不管是化学吸附还是物理上的静电吸附，只要是离子吸附方式，就会使铝盐水解阳离子所带的正电荷降低，从而使絮体的ζ电位值下降。AC和 PAC含氟絮体的ζ电位都比本身絮体的ζ电位低，说明铝盐除氟过程中离子吸附是一重要的作用方式。

XPS试验表明［17］，絮体Al(OH)3(am)对NaF和HF的吸附为分子吸附。这两种吸附的具体方式尚有待于进一步研究，最有可能的是氟离子先以氢键或静电作用方式吸附到絮体上，然后钠离子和氢离子作为电荷平衡离子吸附到上面而构成分子吸附。

(2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近，铝盐絮凝除氟过程中，投加到水中的 Al13O4(OH)147+等聚羟阳离子及其水解后形成的无定性Al(OH)3(am)沉淀，其中的OH-与F-发生交换，这一交换过程是在等电荷条件下进行的，交换后絮体所带电荷不变，絮体的ζ电位也不会因此升高或降低，但这一过程中释放出的OH-，会使体系的pH升高，说明离子交换也是铝盐除氟的一个重要的作用方式［18］。

(3)络合沉淀。F-能与Al3+等形成从AlF2+，AlF2+，AlF3到 AlF63-共6种络合物，溶液化学平衡的计算表明，在F-浓度为1×10-4～1×10-2 mol/L的铝盐混凝除氟体系中，pH为5～6的情况下，主要以AlF2+，AlF3，AlF4-和AlF52-等形态存在，这些铝氟络合离子在絮凝过程中会形成铝氟络合物(AlFx(OH)(3-x)和Na(x-3)AlFx)或夹杂在新形成的 Al(OH)3(am)絮体中沉降下来，絮体的IR和XPS谱图最终观察到的铝氟络离子AlFx(3-x)+一部分是络合沉降作用的结果，另一部分则可能是离子交换的产物［19］。

吸附方式

用于除氟的常用吸附剂主要有活性氧化铝、斜发沸石、活性氧化镁，近年来还报道了氟吸附容量较高的羟基磷灰石、氧化锆等。利用这些吸附剂可将氟浓度为10 mg/L的废水处理到1 mg/L以下，达到饮用水的标准。这些吸附剂的基本情况总结于表1。表1列出的为原水氟质量浓度为10 mg/L左右和最佳运行条件下的常用氟吸附剂吸附容量变化范围。

表1 常用氟吸附剂的吸附容量变化范围 吸附剂种类 吸附容量(mg/g)最佳吸附pH 斜发沸石［20］ 0.06～0.3 7.3～7.9 活性氧化铝［21～22］ 0.8～2.0 4.5～6 活性氧化镁［23］ 6～14 6～7 粉煤灰［24］ 0.01～0.03 3～5 羟基磷酸钙［25］ 2～3.5 6～7 氧化锆树脂［26］ 30 3.5～7

吸附法一般将吸附剂装入填充柱，采用动态吸附方式进行，操作简便，除氟效果稳定，但存在如下缺点：

(1)吸附容量低。由表1可见，常用的吸附剂如斜发沸石和活性氧化铝吸附容量都不大，在0.06～2 mg/g之间。新近报道的羟基磷酸钙的氟吸附量可达3.5 mg/g，活性氧化镁的氟吸附为6～14 mg/g，但使用过程中易流失。以稀土氧化锆为主制成的氟吸附剂的吸附量可高达30 mg/g。这些新型的吸附剂虽价格比较贵，但处理后，吸附容量下降缓慢，可反复使用，是一个发展方向。粉煤灰中含有活性氧化铝，也可用于处理含氟废水，可直接往废水中投加，以废治废，成本低廉，缺点是氟吸附量小，投加量大，通常需投加40～100 mg/L才能使出水氟含量达到排放标准［24］。

2)处理水量小。当水中氟离子浓度为5 mg/L时，每kg吸附剂一般只能处理10～1000 L 水，且吸附时间一般在0.5 h以上。吸附法只适用于处理水量较小的场合，如饮用水处理。

活性氧化铝是氢氧化铝在一定的温度(400～600℃)下焙烧而成的一种r型氧化铝，与氟离子的交换反应如下：

Al2O3·Al2(SO4)3·nH2O+6F-

Al2O3·2AlF3·nH2O+3SO42-

若原水中氟浓度过高，活性氧化铝吸附处理效果急剧下降；若水中含有磷酸根和硫酸根时，影响脱氟效果。活性氧化铝吸附容量随pH的升高而降低，脱氟效果较好的pH为5～6.5［25］；使用粒径一般采用0.3～0.6 mm为宜。使用后的活性氧化铝常用硫酸铝或氢氧化钠和硫酸再生。

对活性氧化铝除氟机理研究较多，但存在着不同的看法。主要观点有二：一种认为活性氧化铝除氟是吸附过程；另一种则认为活性氧化铝除氟是水中氟离子与除氟剂中的阴离子的交换过程。刘裴文等人［27］提出了吸附交换的过程，X光光电子能谱解析表明，初次用于水处理的活性氧化铝(包括再生后表面组成与其相同者)除氟本质上是分子吸附。化学分析表明，用硫酸铝再生的活性氧化铝除氟是吸附交换。

小结及讨论

(1)利用化学沉淀法可以处理高浓度的含氟废水，氟离子初始浓度为1000～3000mg/L 时，石灰法处理后的最终浓度可达20～30 mg／L，该法操作简便，处理费用低。但由于泥渣沉降速度慢，需要添加氯化钙或其它絮凝剂，使沉淀加速。设法提高钙离子浓度及保持高的 pH而使氟化钙沉降是降低氟离子浓度的主要途径。另外，联合使用磷酸盐、镁盐、铝盐等，比单纯用钙盐除氟效果好。

(2)絮凝沉淀法对高浓度含氟水除氟效果差，处理后水中硫酸根浓度偏高。

(3)吸附法适用于水量较小的饮用水深度处理，吸附剂大多起阴离子交换作用，因此除氟效果十分明显，但都要加特殊的处理剂和设置特定设备，处理费用往往高于沉淀法，且操作复杂。使用羟基磷灰石活性氧化镁稀土金属氧化物等新型吸附剂可提高处理效果。

(4)对于高浓度的含氟废水往往需进行两步处理，先用石灰进行沉淀，使氟含量降低到20 ～30 mg／L，继而用吸附剂处理使氟含量降到10 mg/L以下。

(5)鉴于含氟废水在种类、数量、氟含量及其它的污染物等方面差异甚大，因此在选择处理方法时，要根据实际，因地制宜。尤其注重以废治废的综合治理。

(6)含氟水处理过程中，各种除氟机理有可能同时发生。开展除氟机理的研究工作，有助于现有除氟工艺的改善和除氟新方法的开发。

第五篇：对公共设施座椅的改进措施

对公共设施座椅的改进措施

一，公共空间座椅存在的问题

根据多方面调查，目前公共设施设计者们注意力大多在座椅设计风格与环境系统性、摆放位置、精神需求、地域风格、耐用性等方面。而对座椅洁净对外出人们的就坐的影响关切甚少，尤其是室外座椅，其易受尘土、雨雪影响给需要休息的人们带来不便。以公园为例，大多座椅无人清洁，即使定期清洁，短时无人坐就会浪费这部分劳动时间，这样会做很多无用功，且即使座椅干净人们也往往习惯性地用纸擦拭，这样就会在公园产生大量垃圾，甚至有垃圾乱丢现象。

在公园有好多石质座椅，在天冷的时候座椅会很凉，影响人们休闲。自带坐垫会给人们出行带来不便，在座椅上装坐垫既增加成本又影响美观，而且坐垫已受损寿命短。

二，对付雨天的滚滚凳

设计师Park设计了一款可以手摇转换座面的座椅，如图所示，他的设计是有一定弊端的，雨大时效果不是很好，也不能解决以上提出的座面易脏的问题。

三，我们的想法

1，设计1，如图1所示，可固定在大部分室外已有座椅上，成本低，适用范围广。此蜗牛型外壳设计可是净面脏面分开，胶皮垫可起保温隔热作用，在无人坐时，胶皮垫蜗牛壳里不被污染，人们坐时可抽出里面的胶皮垫，使固定钩挂在固定栓上，人离开时可利用压力原理使固定栓自动回缩，胶皮垫自动收回。其中还有清洁刷，除雪装置等设计，方便人们使用。

2，设计2，如图2所示，不用时座面，靠背可收入一个干净的槽中，利用一手摇或电动装置及红外感应组合控制。成本略高，适于室内或空间狭小的环境。

四，优点及应对问题

解决了第一部分中提出的大部分问题。