含氟工业废水处理技术方法探究开题报告

1. 研究目的与意义

氟元素是一种自然界中广泛存在的化学物质， 无论是大气圈或水圈，还是生物圈或岩石圈都存在有氟元素。 氟元素在地壳组成的各种元素中氟元素的丰度排在第13位， 含量 大 概 为0.065~0.1%，主要以萤石、冰晶石和磷石灰三种矿物形式存在，广泛存在于土壤，水和动植物体内。 同样氟元素也是人体必不可少的微量元素之一。 由于大部分氟化物都溶于水，所以氟的迁移能力很强。 虽然氟元素有益于身体健康，但是其含量过低或过多都会危害健康，长期摄入高剂量的氟可导致氟斑牙、骨骼变形等问题，尤其是摄入过多会引起氟中毒。 因此我国生活饮用水标准规定日常饮用水中氟化物一般控制在含氟量为 0.4~0.6mg/L，而《废水综合排放标准》中氟化物的一级排放标准为氟离子浓度不超过了 10mg/L。

随着现代工业的发展， 在涉氟行业生产过程中会产生大量含氟工业废水，这些废水中通常会含有较多的以氟离子（F- ）形态存在的氟元素。 但由于目前很多企业没有完善的水处理设施来对其加以处理，就将其排放到自然界中。 由于这些废水中氟含量超过国家排放标准，将严重污染人类赖以生存的环境，而且会给人类自身的健康造成很大威胁。

2. 课题关键问题和重难点

目前含氟工业废水的水量大、分布广，而且含氟废水组成比较复杂。 由于工业技术的发展，各行业中产生大量的含氟废水，由于各行业特点不同， 所以导致含氟废水的氟离子浓度差别较大。 但是含氟废水中的氟元素仍然是以氧氟酸、氟硅酸及可溶性氟化物盐的形式存在。 除此之外，由于是工业生产废水，因此含废水中除含有氟元素外通常伴随含有无机盐类或有机物等其他污染物，导致其处理较困难。

目前工业废水除氟工艺主要有化学沉淀法、混凝沉降法和吸附法。反渗透法、离子交换树脂法、电渗析法也可以用来除氟，但是相对成本较高而很少采用。本次论文主要针对含氟工业废水的主要来源特点进行阐述，主要对废水处理技术中沉淀法和吸附法等进行介绍并归纳出各自优缺点以及总结与展望。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.前言

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。长期饮用氟质量浓度为3~6 mg/l的水会引起氟骨病。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。由于目前很多企业没有完善的水处理设施来对其加以处理，就将其排放到自然界中。由于这些废水中氟含量 超过国家排放标准，将严重污染人类赖以生存的环境，而且会给人类自身的健康造成很大威胁。

我国有将近1亿人生活在高氟水地区 ，目前在我国氟受害者多达几千万人 ，除个别地区自然因素外 ，大量的高氟工业废水的排放是主要因素之一。随着我国工业的迅猛发展，含氟废水的排放量将会增加，因此，含氟废水的排放必须受到严格控制 。

4. 研究方案

通过在实习单位的学习对实验室的除氟和工业废水的除氟有一定的了解和掌握除氟的知识。通过查阅资料和文献了解除氟工艺的发展和国内工业废水除氟的现况，比较不同工艺除氟的特点，在前人研究的基础上进一步的探索和思考。

观察法通过根据工业废水除氟现状以及除氟能力研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用:1扩大人们的感性认识。2启发人们的思维。3导致新的发现。

实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。目前我所在实习单位的实验室是采用以下的两种方法，一种是离子选择电极法，另一种是重铬酸钾法。在沉淀实验中，从不同钙源对除氟效果的影响研究、化学沉淀法过程强化研究两方面开展，包括不同钙盐钙氟比、使用成本、ph、温度；不同类型、浓度的混凝剂、助凝剂及ph对氟离子去除效果的影响，以及通过正交实验探究各因素影响大小。在吸附实验中，分别进行了吸附剂的制备、吸附剂吸附工艺影响因素研究、吸附剂的再生工艺及循环使用寿命研究、吸附剂的吸附及再生机理的探究。沉淀吸附组合实验以泰州某光伏企业生产废水为研究对象，采用“三级混凝沉淀 水解酸化 反硝化-硝化生化达”对其生产废水进行处理。

5. 工作计划

第一学期：

第 17-18 周：查找与研究课题相关的文献，阅读并归纳参考文献，先读综述性文章加深和拓宽对工业废水除氟离子这一领域的了解，再深入查阅除氟离子这一领域的各方面的文献。

第 19 周：查阅文献，维持一定的文献积累。