在半導(dǎo)體、光伏、氟化工等行業(yè)產(chǎn)生的含氟廢水中，氟離子（F?）的去除是環(huán)保處理的核心難點之一。以下是目前工業(yè)應(yīng)用中主流的氟離子去除方法及其技術(shù)特點：

1. 化學(xué)沉淀法（最常用）

原理  

通過投加鈣鹽（如Ca(OH)?、CaCl?），使氟離子形成難溶的氟化鈣（CaF?）沉淀。  

反應(yīng)式：

Ca2++2F?→CaF2↓(Ksp=3.9×10?11)

特點：  

   成本低，操作簡單，可處理高濃度含氟廢水（初始F?可達(dá)1000~10000 mg/L）。  

  局限性：  

     理論殘余氟濃度約8~15 mg/L（受CaF?溶度積限制），需配合其他工藝才能達(dá)標(biāo)（如國標(biāo)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級限值10 mg/L）。  

     沉淀顆粒細(xì)小，需添加絮凝劑（如PAC、PAM）改善沉降性。  

 優(yōu)化措施  

分步沉淀：先調(diào)pH至酸性（pH≈3）去除部分氟，再加鈣鹽中和至pH≈7~8。  

晶種誘導(dǎo)：投加CaF?微晶作為晶種，減少新生沉淀的包裹現(xiàn)象。  

2. 吸附法（深度處理適用）

常用吸附材料  

活性氧化鋁：  

   在pH=5~6時吸附效率最高，飽和后可用NaOH溶液再生。  

   可將F?從10 mg/L降至1 mg/L以下，但易受磷酸鹽、硫酸鹽競爭吸附干擾。  

稀土改性材料（如鑭負(fù)載沸石）：  

   對F?選擇性高，吸附容量可達(dá)20~50 mg/g，但成本較高。  

工業(yè)副產(chǎn)物利用：  

   赤泥、粉煤灰等經(jīng)酸/堿活化后作為廉價吸附劑（研究階段）。  

技術(shù)要點  

 適合低氟廢水（F?<50 mg/L）的深度處理，常作為化學(xué)沉淀后的二級工藝。  

3. 混凝絮凝法

常用藥劑  

鋁鹽（如Al?(SO?)?、PAC）：  

   生成AlF絡(luò)合物及Al(OH)?膠體共沉淀，最佳pH=6~7。  

鐵鹽（如FeCl?）：  

   生成FeF絡(luò)合物，但效果弱于鋁鹽，需配合PAM使用。  

效率對比  

 單獨使用可降至5~10 mg/L，與鈣鹽聯(lián)用效果更佳（如“鈣鹽+鋁鹽”兩級處理）。  

4. 膜分離法（高精度去除）

反滲透（RO）：  

   脫氟率>90%，但需預(yù)處理防止膜污染，濃水需進一步處置。  

電滲析（ED）：  

   選擇性分離氟離子，適合高鹽含氟廢水，能耗較高。  

應(yīng)用場景  

 要求產(chǎn)水回用的高端半導(dǎo)體廠，常與沉淀法組合使用。  

5. 電化學(xué)法（新興技術(shù)）

電絮凝：  

   以鋁/鐵極板通電產(chǎn)生Al3?/Fe3?，兼具絮凝和吸附作用，可處理F?至1 mg/L以下。  

電吸附：  

   利用碳基電極（如活性炭纖維）選擇性吸附F?，能耗低但處理量小。  

6. 生物法（特殊場景）

氟耐受菌株：  

   某些微生物（如假單胞菌）可通過代謝轉(zhuǎn)化氟化物，目前僅限實驗室研究。  

工藝組合推薦  

根據(jù)廢水初始濃度和目標(biāo)要求選擇組合工藝：  

1.高濃度廢水（F?>100 mg/L）：  

  化學(xué)沉淀（鈣鹽）→混凝（鋁鹽）→過濾  

2.嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)（F?<1 mg/L）：  

  化學(xué)沉淀→吸附（活性氧化鋁）→RO  

3.資源化需求：  

電滲析→氟化鈣回收（用于冶金或建材）  

技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢  

污泥減量化：CaF?沉淀法產(chǎn)生大量污泥（約1噸污泥/噸廢水），需開發(fā)高效固液分離技術(shù)。  

選擇性吸附材料：如MOFs（金屬有機框架）材料在實驗室中對F?吸附容量達(dá)100 mg/g以上。  

零排放工藝：膜濃縮液的電化學(xué)深度處理技術(shù)（如3D電極反應(yīng)器）。  

含氟廢水處理需根據(jù)水質(zhì)特性、成本及排放標(biāo)準(zhǔn)綜合選擇工藝，未來技術(shù)將向高效化、資源化和低污泥方向演進。