余琴芳，鎮(zhèn)祥華，鄒 磊，吳斯文，王星尹

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司, 湖北武漢 430010)

近些年來(lái)，電子工業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)生的含氟廢水量急劇增加，每年向周?chē)h(huán)境排放大量的氟。飲用水適宜的氟濃度為0.5～1.0 mg/L，長(zhǎng)期飲用超過(guò)1.0 mg/L的含氟水會(huì)導(dǎo)致氟斑牙、氟骨病等疾病。

《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的氟化物限值分別為10、10 mg/L和20 mg/L?！冻擎?zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)氟化物排放沒(méi)有限制，而《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的氟化物限值為1.0/1.5 mg/L、北京市地標(biāo)《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排入地表水體的氟化物限值為1.5 mg/L。某工業(yè)污水處理廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目納污范圍內(nèi)以電子工業(yè)為主，氟化物為特征污染物，氟化物設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為5.5 mg/L，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為1.5 mg/L。因此，隨著污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，倒逼污水處理廠進(jìn)行超深度除氟處理。

電子相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生的含氟廢水濃度一般為幾百到幾千mg/L，一般采用化學(xué)沉淀或化學(xué)-混凝沉淀，處理至行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)10～20 mg/L以下，投加CaCl2+PAC+PAM可將氟化物從120 mg/L降到 4.2 mg/L[1]、投加PAC+PAM可將原水中氟化物從20 mg/L降到5.0 mg/L[2]。以電路、電池等產(chǎn)業(yè)為主的電子工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水氟化物濃度一般為5～15 mg/L，要將其處理至1.5 mg/L以下。以前無(wú)工程應(yīng)用需求，存在空缺，僅文獻(xiàn)中有相關(guān)報(bào)道，投加某公司專用除氟劑+PAM可將原水中氟化物從6.2 mg/L降到1 mg/L以下[3]，投加改性微生物絮凝劑與鋁鹽復(fù)配可將氟化物從15 mg/L降到1 mg/L以下[4]。

我國(guó)以地下水為水源的地區(qū)原水中氟化物濃度一般為1.5～3 mg/L，多用活性氧化鋁吸附濾池處理至小于1 mg/L的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，吸附容量較低，大多為1～2.5 mg/g，因此，一般用于低濃度氟化物處理。活性氧化鋁吸附除氟技術(shù)具有分離效果好、吸附劑可再生的優(yōu)點(diǎn)，但其固有的吸附容量低，若進(jìn)水氟化物濃度大于5 mg/L，則吸附劑使用壽命短、需要頻繁再生、操作復(fù)雜、成本高，這些缺點(diǎn)限制了其在稍高濃度氟化物去除中的工程應(yīng)用。近年來(lái)，水中氟化物的吸附去除主要是合成新型吸附劑的研究，合成的骨炭吸附劑和鋯氧化物@多孔石墨烯吸附劑對(duì)氟化物的吸附容量分別為10.6 mg/g和34.7 mg/g[5-6]，納米復(fù)合吸附劑-負(fù)載真菌菌絲氧化鋁和層狀雙氫氧化物/纖維素復(fù)合物對(duì)氟化物的吸附容量高達(dá)105.6 mg/g和167.6 mg/g[7-8]。

混凝沉淀工藝能同時(shí)去除SS、COD、TP等多種污染物，該工藝在污水處理廠中應(yīng)用廣泛。本研究對(duì)基于混凝沉淀工藝的鋁鹽混凝沉淀除氟技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，對(duì)常用混凝劑硫酸鋁和PAC進(jìn)行比較，尋求將氟化物濃度從5～15 mg/L降到1.5 mg/L以下的經(jīng)濟(jì)可行的方法，對(duì)比不同方案氟化物去除效果、藥劑成本、運(yùn)行管理難度等，提出適合高排放標(biāo)準(zhǔn)(1.5 mg/L)污水處理廠有效處理氟化物的技術(shù)方案，為高排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠有效處理氟化物提供設(shè)計(jì)參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用含氟廢水為人工配置(向珠海某電子工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水中投加氟化鈉配置而成)，包括含氟約15 mg/L的廢水(基于電子行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)值)、含氟5.5 mg/L和7.5 mg/L的廢水(基于調(diào)研的實(shí)測(cè)值，電子企業(yè)總排口氟化物多為4～8 mg/L，承接項(xiàng)目的氟化物設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為5.5 mg/L)。該污水處理廠本身進(jìn)水氟化物為0.5 mg/L左右，主要來(lái)自其上游某電子廠，該電子廠總排口氟化物濃度為2.5 mg/L。

試驗(yàn)所用硫酸鋁為固體十八水硫酸鋁，Al2O3含量為15.6%；PAC為聚合氯化鋁固體，Al2O3含量為26%；氫氧化鈉固體含量為99%，PAM固體含量為96%。

1.2 小試試驗(yàn)方法

小試試驗(yàn)所用設(shè)備為ZR4-6型混凝試驗(yàn)六聯(lián)攪拌機(jī)，該設(shè)備可設(shè)置多個(gè)反應(yīng)步驟，每個(gè)步驟可設(shè)置不同時(shí)間與攪拌轉(zhuǎn)速。

將配置的含氟廢水加入1 L攪拌杯中，混凝沉淀試驗(yàn)步驟如下。(1)混凝：加入不同濃度鋁鹽(硫酸鋁0～648 mg/L或PAC 0～800 mg/L)以300 r/min攪拌5 min，混凝劑為硫酸鋁時(shí)，該步驟需加一定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH；(2)絮凝：加入1 mg/L的PAM，以75 r/min攪拌2 min；(3)沉淀：沉淀0.5 h后，取上清液分析氟化物濃度和pH。

反應(yīng)時(shí)間確定：在混凝階段，攪拌時(shí)間為2.5、5、7.5、10 min時(shí)進(jìn)行混凝沉淀試驗(yàn)，4種工況下氟化物去除率分別為81.9%、83.4%、82.7%、82.3%，差別不大，最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間為5 min。據(jù)此，將小試試驗(yàn)中的混凝攪拌時(shí)間定為5 min。

每個(gè)工況重復(fù)2次，2次重復(fù)誤差大于5%時(shí)進(jìn)行第3次重復(fù)。

1.3 中試試驗(yàn)方法

中試試驗(yàn)主要設(shè)備為磁混凝沉淀池，該設(shè)備設(shè)計(jì)處理量為10 m3/h，分為3格，分別為初級(jí)絮凝區(qū)、次級(jí)絮凝區(qū)和沉淀區(qū)，沉淀區(qū)表面負(fù)荷為12 m3/(m2·h)，初級(jí)絮凝區(qū)停留時(shí)間為4.1 min，次級(jí)絮凝區(qū)停留時(shí)間為5.2 min，沉淀區(qū)停留時(shí)間為7.9 min。該設(shè)備工藝流程如圖1所示，進(jìn)水與鋁鹽混凝劑經(jīng)進(jìn)水管道中靜態(tài)混合器混合后，依次進(jìn)入初級(jí)絮凝區(qū)和次級(jí)絮凝區(qū)進(jìn)行反應(yīng)(以硫酸鋁為混凝劑時(shí)，需在初級(jí)絮凝區(qū)前端加一定量的氫氧化鈉)，然后進(jìn)入沉淀區(qū)沉淀后排出上清液。磁介質(zhì)加在初級(jí)絮凝區(qū)，PAM加在次級(jí)絮凝區(qū)前端。沉淀的污泥絮體和磁介質(zhì)混合物通過(guò)磁分離器分離后，磁介質(zhì)回收利用，污泥排走。硫酸鋁/PAC、PAM、氫氧化鈉加藥量均由計(jì)量泵控制。

圖1 磁混凝沉淀池工藝流程Fig.1 Process of Magnetic Coagulation and Sedimentation Tank

1.4 測(cè)試指標(biāo)和分析方法

氟化物濃度采用氟離子選擇電極法測(cè)定，pH采用玻璃電極法測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH對(duì)硫酸鋁除氟效果的影響

2.1.1 不調(diào)節(jié)pH

硫酸鋁呈酸性，投加到廢水中后，會(huì)使水的pH降低。向含氟廢水中投加不同濃度硫酸鋁，不外加堿調(diào)節(jié)pH，反應(yīng)后，上清液氟化物濃度及pH如圖2所示。由圖2可知，在硫酸鋁投加濃度達(dá)到200 mg/L后，繼續(xù)增加硫酸鋁投加量，上清液氟化物濃度反而增加，這是由于隨著硫酸鋁投加濃度增加，pH降低，降到適宜的pH以下后，除氟效果不佳。

圖2 氟化物及pH隨硫酸鋁投加量的變化Fig.2 Change of Fluoride and pH Value with Dosage of Aluminum Sulfate

2.1.2 調(diào)節(jié)pH

本試驗(yàn)分別向含氟15 mg/L和5.8 mg/L的廢水中投加216 mg/L和432 mg/L硫酸鋁，然后加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為5～8，研究pH對(duì)硫酸鋁除氟效果的影響，結(jié)果如圖3所示。pH對(duì)硫酸鋁除氟效果影響較大，隨著pH增加，硫酸鋁的除氟量先增加再減少，最佳pH值在6.7附近(6.5～7.0)。因此，硫酸鋁除氟時(shí)需加堿調(diào)節(jié)pH才能得到最佳除氟效果。試驗(yàn)中，硫酸鋁與氫氧化鈉投加時(shí)間間隔在1 min以內(nèi)，研究二者投加順序的影響，發(fā)現(xiàn)先投加硫酸鋁再投加氫氧化鈉與先投加氫氧化鈉再投加硫酸鋁的除氟效果相同，因?yàn)閮煞N情況下混凝反應(yīng)后上清液的pH相同，混凝反應(yīng)是在近似相同的條件下進(jìn)行的。

圖3 pH對(duì)硫酸鋁除氟效果的影響Fig.3 Effect of pH Value on Removal of Fluoride by Aluminum Sulfate

除氟處理時(shí)投加的硫酸鋁濃度越高，將pH值調(diào)至最佳范圍(6.5～7.0)消耗的氫氧化鈉量越高。圖4為原水pH值在6.6～7.3、調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值至6.5～7.0時(shí)，氫氧化鈉用量與硫酸鋁投加量的關(guān)系。氫氧化鈉投加量與硫酸鋁投加量近似成正比，硫酸鋁投加量越高，中和單位硫酸鋁的氫氧化鈉用量越高。

圖4 調(diào)節(jié)pH氫氧化鈉用量與硫酸鋁投加量的關(guān)系Fig.4 Relationship between Dosage of Sodium Hydroxide and Aluminum Sulfate by pH Value Adjusting

硫酸鋁加入水中后，Al3+發(fā)生水解，水解反應(yīng)如式(1)。

xAl3++yH2O=Alx(OH)(3x-y)+y+yH+

(1)

鋁鹽除氟一般是上述幾種作用的綜合效果，在pH值為6～7時(shí)，鋁鹽水解體系ζ電位最高[6]，有利于其與帶負(fù)電的F-接觸及反應(yīng)，且中性條件下水解產(chǎn)物中中高聚態(tài)產(chǎn)物含量更高，吸附架橋能力更強(qiáng)。因此，硫酸鋁在pH值為6.5～7.0時(shí)除氟效果最好。

2.2 小試試驗(yàn)硫酸鋁和PAC的除氟效果

本研究分別用硫酸鋁和PAC為混凝劑，輔以助凝劑PAM，對(duì)含氟15(實(shí)為14.4 mg/L)、7.5(實(shí)為7.4 mg/L)、3 mg/L(實(shí)為2.6 mg/L)的廢水進(jìn)行混凝沉淀試驗(yàn)，硫酸鋁混凝沉淀試驗(yàn)組加氫氧化鈉調(diào)pH值為6.5～7.0，PAC混凝沉淀試驗(yàn)組不調(diào)pH值為6.8～7.0，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，隨著鋁鹽投加濃度增加，氟化物濃度降低，硫酸鋁的除氟效果優(yōu)于PAC。將氟化物從14.4 mg/L降低至7.4 mg/L，需投加硫酸鋁300 mg/L+氫氧化鈉75 mg/L，或PAC 400 mg/L；從7.4 mg/L降至2.6 mg/L，需投加硫酸鋁400 mg/L+氫氧化鈉100 mg/L，或PAC 600 mg/L。投加硫酸鋁600 mg/L+氫氧化鈉180 mg/L可直接將氟化物從7.4 mg/L降到1.5 mg/L，而PAC投加量即使高達(dá)800 mg/L也只能從7.4 mg/L降至2.1 mg/L。從2.6 mg/L降到1.5 mg/L以下，需投加硫酸鋁100 mg/L+氫氧化鈉15 mg/L，或PAC 200 mg/L。

圖5 不同進(jìn)水氟濃度下鋁鹽的除氟效果Fig.5 Removal of Fluoride by Aluminum Sulfate under Different Fluoride Concentration

據(jù)此，可以對(duì)污水廠處理含氟15 mg/L和7.5 mg/L的廢水推薦方案。采用混凝沉淀法，將含氟15 mg/L的廢水處理至1.5 mg/L以下，方案一：硫酸鋁二級(jí)處理(15 mg/L→7.4 mg/L→1.5 mg/L)，共需硫酸鋁900 mg/L+氫氧化鈉250 mg/L；方案二： PAC三級(jí)處理(15 mg/L→7.4 mg/L→2.6 mg/L→1.5 mg/L)，共需PAC 1 200 mg/L。該方案在技術(shù)上可行，但是如此高的藥劑耗量，以及隨之而來(lái)的高產(chǎn)量污泥的處理處置問(wèn)題，其在規(guī)模較大的污水處理廠中應(yīng)用的可行性不高，實(shí)際工程中應(yīng)與污水廠上游排水的工廠溝通，上游廢水處理規(guī)模較小，盡量將處理移到上游，在工廠將氟化物濃度降到更低。將含氟7.5 mg/L的廢水處理至1.5 mg/L以下，方案一：硫酸鋁一級(jí)處理，需硫酸鋁600 mg/L+氫氧化鈉180 mg/L；方案二：硫酸鋁二級(jí)處理(7.5 mg/L→2.6 mg/L→1.5 mg/L)，共需硫酸鋁500 mg/L+氫氧化鈉115 mg/L；方案三： PAC二級(jí)處理(7.5 mg/L→2.6 mg/L→1.5 mg/L)，共需PAC 800 mg/L。另外，二級(jí)處理也可用活性氧化鋁吸附濾池，將氟化物從2.6 mg/L降到1.5 mg/L以下。

本試驗(yàn)所用硫酸鋁分子式為Al2(SO4)3·18H2O，是低分子無(wú)機(jī)混凝劑；聚合氯化鋁PAC分子式為AlmCln(OH)3m-n，是無(wú)機(jī)高分子混凝劑，以聚合態(tài)鋁為主。硫酸鋁加入水中后，A13+與F-發(fā)生絡(luò)合，A13+水解產(chǎn)生的聚合羥基鋁陽(yáng)離子和Al(OH)3溶膠與F-發(fā)生離子交換及吸附，從而將氟去除。而PAC在生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)預(yù)制生成中高聚態(tài)鋁，PAC加入水中后，其水解產(chǎn)物聚合羥基鋁陽(yáng)離子和Al(OH)3溶膠與F-發(fā)生離子交換及吸附將其去除。根據(jù)硫酸鋁和PAC除氟效果的差異，可以發(fā)現(xiàn)含有更多單體A13+的硫酸鋁，除氟效果優(yōu)于以聚合鋁為主的PAC，因?yàn)镕-更易與單體A13+或Al2、Al3等低聚態(tài)鋁生成鋁氟絡(luò)合物[16]，從而使硫酸鋁表現(xiàn)出更佳的除氟效果，這一研究結(jié)果與袁西鑫[17]和盧建航等[15]的結(jié)論一致。

2.3 中試試驗(yàn)硫酸鋁和PAC的除氟效果

根據(jù)小試試驗(yàn)得到的藥劑用量，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行中試驗(yàn)證試驗(yàn)，對(duì)氟化物含量約5.5 mg/L和7.5 mg/L的工業(yè)廢水用硫酸鋁和PAC進(jìn)行混凝沉淀除氟中試試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，進(jìn)水氟化物為5.6 mg/L、pH值為6.66時(shí)，450 mg/L硫酸鋁能將氟化物處理至小于1.5 mg/L。中試過(guò)程中經(jīng)常存在pH控制不當(dāng)導(dǎo)致的出水氟化物超標(biāo)，在pH值小于6.0、硫酸鋁投加量為450 mg/L和480 mg/L時(shí)出水氟化物不能達(dá)標(biāo)。由此可知，相較于PAC，硫酸鋁除氟的難點(diǎn)在于pH的穩(wěn)定控制。

進(jìn)水氟化物為7.2 mg/L或7.3 mg/L，在pH值為6.5時(shí)，340 mg/L硫酸鋁能將氟化物處理至小于3 mg/L。同樣，中試過(guò)程中也存在pH控制不當(dāng)，導(dǎo)致除氟效果變差。PAC投加量為500 mg/L時(shí)，能將氟化物處理至小于3 mg/L。另外，在pH值為6.2時(shí)，硫酸鋁投加量為520 mg/L可直接將氟化物處理至小于1.5 mg/L。

進(jìn)水pH值在7左右且波動(dòng)不大時(shí)，調(diào)節(jié)pH的耗堿量與硫酸鋁投加量近似成正比，控制好其投加比例即能保證合適的pH。但是，若進(jìn)水pH波動(dòng)較大，則堿液投加量不好控制，工程應(yīng)用時(shí)，建議在調(diào)節(jié)池先將pH值調(diào)至7左右，這樣較易將pH控制在最佳pH，從而保證硫酸鋁獲得最佳的除氟效果。

表1 中試試驗(yàn)硫酸鋁和PAC的除氟效果Tab.1 Removal of Fluoride by Aluminum Sulfate and PAC in Pilot Test

3 各方案成本估算與比較

3.1 成本估算

污水處理廠進(jìn)水氟化物為15 mg/L是基于排放標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)值，實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，工程中遇到這種高濃度含氟廢水的可能性不大。因此，本文僅對(duì)含氟7.5 mg/L廢水處理進(jìn)行成本估算與方案比選。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用混凝沉淀法將含氟7.5 mg/L廢水處理至小于1.5 mg/L，有3種方案可供選擇，表2為三種方案的藥劑、污泥相關(guān)的量及費(fèi)用。為了運(yùn)行方便，工程中有條件時(shí)常用液態(tài)藥劑，表2所列藥劑投加量為液態(tài)藥劑投加量(液態(tài)藥劑投加量=固體投加量/藥劑含量)。污泥產(chǎn)量與原水水質(zhì)(SS、COD等)及藥劑投加量有關(guān)，本研究中原水SS和CODMn濃度較低，為40～80 mg/L。試驗(yàn)中，污泥干固體產(chǎn)量近似為固體鋁鹽混凝劑投加量的60%，表2所列80%含水率污泥產(chǎn)量=固體藥劑投加量×60%÷20%。根據(jù)成都某工程項(xiàng)目詢價(jià)，50%液態(tài)硫酸鋁、30%液態(tài)PAC、30%液態(tài)氫氧化鈉、固體陽(yáng)離子PAM、80%含水率污泥外運(yùn)處置的費(fèi)用分別為800、750、1 000、25 000、500元/t。據(jù)此，計(jì)算得到3種方案的藥劑成本分別為1.59、1.22、2.06元/(t污水)；污泥外運(yùn)處置成本分別為0.90、0.75、1.20元/(t污水)；藥劑及污泥外運(yùn)處置總成本分別為2.49、1.97、3.26元/(t污水)。

表2 含氟7.5 mg/L廢水處理成本估算(藥劑和污泥處置)Tab.2 Cost Estimation of 7.5 mg/L Fluoride Wastewater Treatment (Chemicals and Sludge Disposal)

3.2 方案比較

藥劑耗量、污泥產(chǎn)量及處理成本：方案二<方案一<方案三；工藝流程及操作難易程度：方案一<方案三<方案二。方案一采用一級(jí)處理，流程簡(jiǎn)單，只需一次加堿調(diào)節(jié)pH；方案二采用二級(jí)處理，工藝流程相對(duì)復(fù)雜，需二次加堿調(diào)節(jié)pH，操作麻煩，存在pH控制不當(dāng)導(dǎo)致除氟效果惡化的風(fēng)險(xiǎn)，但是其藥耗量及污泥產(chǎn)量低，運(yùn)行成本低；方案三藥耗量及污泥產(chǎn)量太高，運(yùn)行成本高。

混凝沉淀法除氟處理過(guò)程中鋁鹽藥劑投加量大，會(huì)使出水中鋁離子及硫酸根或氯離子濃度增加。固體十八水硫酸鋁中鋁的質(zhì)量占8%，硫酸根占43%；固體PAC中鋁的質(zhì)量占14%，氯占31%。根據(jù)已有文獻(xiàn)，鋁鹽中帶入的鋁絕大部分形成沉淀物進(jìn)入污泥中，硫酸根或氯離子約20%會(huì)沉淀下來(lái)，80%隨出水排走。因此，除氟處理過(guò)程中鋁鹽的投加對(duì)出水質(zhì)量的影響有限。

無(wú)機(jī)鋁鹽混凝沉淀除氟產(chǎn)生的污泥為化學(xué)污泥，污泥中主要污染物成分為氟化鋁。根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》，氟化鋁大于等于3%，則屬于危險(xiǎn)廢物。以成都某項(xiàng)目進(jìn)水氟化物5.5 mg/L左右的工業(yè)廢水為例，該廢水綜合處理后產(chǎn)生污泥的氟化鋁含量約為0.4%，遠(yuǎn)小于危廢標(biāo)準(zhǔn)，可做常規(guī)廢物處理處置。污泥成分主要為含鋁無(wú)機(jī)絮體，沉降性能好，SV30約為15%，污泥可以通過(guò)濃縮脫水至含水率小于80%后外運(yùn)處置，也可以進(jìn)行制磚等資源化利用。

高排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠一般建有高效沉淀池，有采用混凝沉淀法二級(jí)處理的條件，可在初沉池投藥進(jìn)行一級(jí)處理，初步實(shí)現(xiàn)氟化物降至3 mg/L左右的目標(biāo)，高效沉淀池進(jìn)行二級(jí)處理，實(shí)現(xiàn)氟化物降至1.5 mg/L的目標(biāo)。因此，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本、運(yùn)行管理水平、去除其他污染物的工藝流程，本研究推薦采用方案二-硫酸鋁二級(jí)處理，該方案對(duì)操作人員的要求較高。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

(1)將氟化物從7.5 mg/L降至1.5 mg/L以下，硫酸鋁一級(jí)處理、硫酸鋁二級(jí)處理、PAC二級(jí)處理這3種方案的藥劑及污泥外運(yùn)處置總成本分別為2.49、1.97、3.26元/(t污水)。工藝流程允許時(shí)推薦硫酸鋁二級(jí)處理。

(2)將氟化物從15 mg/L降至1.5 mg/L以下的藥劑用量非常大，硫酸鋁二級(jí)處理需固體硫酸鋁900 mg/L+固體氫氧化鈉250 mg/L，PAC三級(jí)處理需固體PAC 1 200 mg/L，鑒于如此高的藥劑消耗量，工程應(yīng)用可行性低。

(3)在相同濃度的混凝劑投加量下，硫酸鋁的除氟效果優(yōu)于PAC，但是需加堿調(diào)節(jié)pH至合適的范圍才能達(dá)到優(yōu)異的效果，pH控制不當(dāng)會(huì)使除氟效果惡化。若原水pH較穩(wěn)定，推薦優(yōu)先選用硫酸鋁混凝劑，藥劑用量少，污泥產(chǎn)量少。

4.2 建議

較大規(guī)模的污水處理廠要將氟化物從15 mg/L降至1.5 mg/L，在技術(shù)手段上可行，但是藥耗量極其大，相應(yīng)的污泥產(chǎn)量大，藥劑及污泥的運(yùn)輸頻率會(huì)很高。電子工業(yè)園區(qū)污水處理廠的污泥可能含有重金屬，如果定性為工業(yè)危廢，其污泥處理的途徑及費(fèi)用更艱難，考慮到生產(chǎn)管理，污水處理廠將氟化物從15 mg/L降至1.5 mg/L在工程應(yīng)用上可行性不高。將氟化物從7.5 mg/L降至1.5 mg/L，藥耗最少也需硫酸鋁500 mg/L+氫氧化鈉115 mg/L，使用上文所述液態(tài)藥劑則需硫酸鋁1 000 mg/L+氫氧化鈉380 mg/L，則5萬(wàn)m3/d的污水處理廠液態(tài)藥劑總耗量為69 000 kg/d，這個(gè)藥耗量也很高，在生產(chǎn)管理上難度也較大。

實(shí)際工程中，應(yīng)限制上游電子企業(yè)總排口的氟化物濃度，企業(yè)產(chǎn)生的含氟廢水的規(guī)模相對(duì)較小，通過(guò)投加鈣鹽和絮凝劑將氟化物降至5 mg/L左右可行性高[1]。因此，應(yīng)保證工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水的氟化物濃度在5 mg/L以下。