煤矿生产废水的氟化物的祛除技术浅谈

李晓峰

国家能源集团神东煤炭集团 017209

摘要：随着我国对环境重视程度的提高以及生态环境建设工作的不断推进，为祛除煤矿生产废水氟化物的工作提出了更高的要求。基于此，本文通过调查含氟废水处理工艺以及水质分析相关内容，重点探究祛除煤矿生产废水中氟化物的技术，以供相关人员参考。

关键词：氟化物；祛除技术；煤矿生产废水

引言：随着我国社会经济的不断发展，各行各业取得了较大的发展与进步，我国开始提高对环境保护的重视。但在煤矿产业发展过程中，难免会产生废水，而废水中的氟化物对环境以及人体具有极大的危害。因此，对煤矿生产废水中氟化物的祛除技术进行分析是十分必要的。

1.含氟废水处理工艺以及水质分析概述

1.1污水处理技术概述

现阶段，我国污水处理技术可分为三个层次，具体内容是：一级污水处理主要是去除废水中悬浮的固体物质；二级污水处理主要是将废水中的具有污染性的有机物质进行去除，降低废水的污染性；三级污水处理就是使用进一步溶解的废水处理过程中达到我国废水排放标准。

1.2含氟废水处理工艺

在开展实际的含氟废水处理工作时，需要对废水的水质进行全面、详细的分析，进而设计科学的处理参数以及选择合适的去除技术。若是遇到较为复杂的废水质量，需要利用动态试验手段对水质再次进行分析。现阶段，我国应用较为广泛的处理废水氟化物的技术有絮凝沉淀技术，且在不断优化过程中，已逐渐使用聚铝和聚铁氧体。

1.3污水水质分析

在处理煤矿生产废水中的氟化物时，需要严格按照我国相关质量标准要求进行。技术处理人员需要对相关水质进行分析并与氟化物废水处理厂的废水进行比较。具体的比较内容有COD以及氟等污染物的含量，从而为后续的处理工作提供数据支持^[1]。

2.分析祛除煤矿生产废水中氟化物的技术

2.1化学沉淀技术

化学沉淀技术也被称为钙盐沉淀法，主要是使用钙盐等物质投放进煤矿生产出的废水中，使废水中氟化物的氟离子与钙离子产生化学反应，从而形成CaF₂，进而使其沉淀，从而去除废水中的氟元素。化学沉淀技术主要应用于含氟浓度较高的废水中，具体的实施步骤是：第一，对煤矿生产废水的PH值进行调节，一般使用碱性药剂；第二，在废水中加入钙盐等物质，使Ca²⁺能够与废水中的氟离子产生化学反应，从而形成CaF₂沉淀，进而去除废水中的氟离子。现阶段，常用的钙盐反应剂有电石渣以及石灰等。化学沉淀技术，原理简单且操作方便，所投入的成本也较低，具有较高的应用价值。但是，在使用石灰这一钙盐反应剂去除废水中的氟离子时，通过化学反应所形成的CaF₂会覆盖在Ca（OH）₂的表面，导致难以充分挥发作用。针对此情况，只能提高钙盐的加入量，但过多的钙盐会增加泥污产量，因此，化学沉淀法仍在不断改进^[2]。

2.2絮凝沉淀技术

絮凝沉淀技术主要利用的是含有含有氟化物废水的特点。由于含有氟化物废水在相应的PH值下能够与多价金属的氧化物沉淀、析出，从而达到去除废水中氟化物的目的，而絮凝沉淀技术应用的就是这一特点。具体的操作步骤是：第一，在含有氟化物的煤矿生产废水中加入离子型的混凝剂，例如Mg²⁺、Fe²⁺或是Al³⁺等；第二，在加入混凝剂后，再应用碱性药剂对废水的PH值进行调节，使混凝剂能够与煤矿废水中的氟离子发生化学反应形成氟化钙，从而出现沉淀，进而去除废水中的氟离子。从目前我国应用絮凝沉淀技术现状来看，该技术的絮凝剂可以分为两种，分别是有机絮凝剂和无机絮凝剂。有机絮凝剂主要是淀粉或者是聚丙烯酰胺等；无机絮凝剂主要是氧化钙或是铝盐等。絮凝沉淀技术具有操作便捷的优点，但由于在使用该技术去除废水中的氟化物时，极其容易形成细微的颗粒物，该颗粒物粘度较高、比重较小，形成后呈胶状，这给后续的分离工作造成极大的困难。一方面导致最后形成的沉淀物含水率较高；另一方面容易导致废水不满足排放要求。但通过我国研究人员的研究，在此基础上研究出了钙盐混凝沉降技术，使用该方法能够去除废水中百分之九十九的氟化物，但该技术主要处理的是强酸性、氟含量较高的煤矿生产废水。

2.3吸附技术

顾名思义，吸附技术就是应用多孔性的固体吸附剂将煤矿生产废水中的氟离子进行吸附，使其能够与吸附剂中的基团进行交换反应，进而去除煤矿生产废水中的氟化物。吸附技术主要应用于含氟量较少的煤矿生产废水。在对煤矿生产废水中的氟化物进行去除、处理时，吸附技术往往作为一种预处理手段，或是作为后期的深度处理手段，并不适合单独使用。

2.4微电解技术

微电解技术也被称为铁碳微电解法，其原理十分简单，主要利用的就是铁-炭颗粒之间的电位差形成的细微原电池。这些细微原电池不仅数量多，且阴极均是炭、阳极均为铁。众所周知，炭的电位较高，而铁的电位较低，这导致通过这些大量的细微原电池能够在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，而氟化物就是弱酸性物质。在发生反应后，铁经过化学反应会形成亚铁离子进入到废水当中，通过加入过氧化氢，使其与亚铁离子进行化学反应，生成Fenton试剂。其中的羟基自由基具有较高的氧化性，微电解技术就是利用羟基自由基的氧化性能将煤矿生产的废水中的氟化物进行降解，使其变为小分子的有机物，从而起到去除的作用。

2.5膜分离技术

2.5.1反渗透技术

反渗透技术是近几年出现的新型的去氟技术，主要利用的是反渗透膜的特性。由于反渗透膜只能透过水分子，从而利用反渗透膜的截流离子物质的特点，并借助反渗透膜两侧的压力差异作为根本的推动力，从而将废水中的氟化物去除。因此，反渗透技术也是膜分离技术之一。从反渗透技术原理的角度来看，该技术主要就是对废水进行过滤。但是反渗透技术由于膜材料比较容易损坏，且对含氟量较高的煤矿生产废水效果较差，因此，该技术一般用于浓度较低的含氟废水。但是，该技术占地面积较少，且操作较为简便，对于低浓度的含氟废水效果较好。

2.5.2电渗析技术

电渗析技术是一种膜分离技术，该技术的关键就是离子交换膜。而离子交换膜被分为两种，分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，因此，电渗析技术主要利用的就是阳膜和阴膜之间不同的选择透过性，使废水中的氟离子能够进行定向移动，进而起到去除的作用。

2.6厌氧生化技术

厌氧生化技术主要利用的就是在厌氧环境下，营造适合厌氧微生物生存的环境，进而使其能够生存，从而利用改为生物对废水中的氟化物进行分解，进而降低COD。

结论：综上所述，煤矿生产的含有氟化物的废水若不进行妥善处理，对我国生态环境以及人体健康具有重要影响。因此，相关单位应深入研究去除废水中氟化物的技术，通过掌握吸附技术、微电解技术以及沉淀技术，使废水达到排放标准，促进我国生态环境建设工作顺利推进。

参考文献：

[1]张传兵.混凝反应去除矿井废水氟化物效果研究及应用[J].当代化工,2019,48(11):2494-2497.

[2]翟廷婷,朱兆坚,王宁,阮志伟,李振华.树脂吸附法深度处理矿井水中氟化物的研究[J].环境科技,2018,31(06):6-10.