氟汙染產生

氟危害由氟及其化合物所引起的環境汙染。主要來源於鋁的治煉、磷礦石加工、磷肥生產、鋼鐵治煉和煤炭燃燒過程的排放物。氟化氫和四氟化矽是主要的氣態汙染物。

電鍍、金屬加工等工業的含氟廢水以及用洗滌法處理含氟廢氣的洗滌水，主要為液態汙染物，排放後會造成水汙染。然而含氟煙塵的沉降或受降水的淋洗，會使土壤和地下水受汙染。

氟主要造成環境危害

氟是累積性毒物、植物葉子、牧草能吸收氟，牛羊等牲畜吃了被氟汙染的飼料，會關節腫大、蹄甲變長、骨質疏鬆、甚至癱臥不起。人經由飲水和食物中攝入過量的氟，在體內會干擾多種的活性，破壞鈣、磷的代謝平衡，出現牙齒脆弱、生斑、骨骼和關節變形等症狀的氟骨病。

每人每天需氟量為1.0至1.5mg，其中65%來自飲水，35%來自食物。飲水中含氟量如大於1.0毫克／公升，氟斑牙患病率隨含氟量增加而上升；如在4.0毫克／公升以上，則出現氟骨症。

我國水汙染防治法之放流水標準為氟化物15.0毫克／公升，飲用水水質標準中之最大容許量為氟離子0.8毫克／公升，按照國家工業廢水排放標準，氟離子濃度應小於10mg/L；對於飲用水，氟離子濃度要求在1mg／L以下。

國內含氟廢水的處理方法有多種，目前工程中應用最多的為:
1.化學沉澱、2.絮凝沉澱、3.吸附三種處理工藝。

化學沉澱法

對於高濃度含氟工業廢水，一般採用鈣鹽沉澱法，即向廢水中投加石灰，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉澱而除去。該工藝具有方法簡單、處理方便、費用低等優點，但存在處理後出水很難達標、泥渣沉降緩慢且脫水困難等缺點。

氟化鈣在18℃時於水中的溶解度為16.3mg/L，按氟離子計為7.9mg／L，在此溶解度的氟化鈣會形成沉澱物。氟的殘留量為10～20mg/L時形成沉澱物的速度會減慢。當水中含有一定數量的鹽類，如氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨時，將會增大氟化鈣的溶解度。因此用石灰處理後的廢水中氟含量一般不會低於20～30mg／L。

石灰的價格便宜，但溶解度低，只能以乳狀液投加，由於生產的CaF2沉澱包裹在Ca(OH)2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。排放的污泥量也會隨之增加。在用石灰沉澱法處理含氟廢水時不能用單純提高石灰過剩量的方法來提高除氟效果，而應在除氟效率與經濟性二者之間進行協調考慮，使之既有較好的除氟效果又儘可能減少投加石灰。這也有利於減少處理後排放的污泥量。

絮凝沉澱法

氟離子廢水的絮凝沉澱法常用的絮凝劑為鋁鹽。鋁鹽投加到水中後，利用Al3+與F-的絡合以及鋁鹽水解中間產物和最後生成產物對氟離子的配體交換、物理吸附、卷掃作用去除水中的氟離子。與鈣鹽沉澱法相比，鋁鹽絮凝沉澱法具有藥劑投加量少、處理量大、一次處理後可達國家排放標準的優點。硫酸鋁、聚合鋁等鋁鹽對氟離子都具有較好的混凝去除效果。

使用鋁鹽時，混凝最佳pH為6.4～7.2，但投加量大，根據不同情況每m3水需投加150～1000g，這會使出水中含有一定量的對人體健康有害的溶解鋁。使用聚鋁後，投加量可減少一半左右，絮凝沉澱的pH範圍擴大到5～8。聚鋁的除氟效果與聚鋁本身的性質有關，鹼化度為75%的聚鋁除氟最佳，投加量以水中F與Al的摩爾比為0.7左右時最佳。鋁鹽絮凝沉澱法也存在著明顯的缺點，即使用範圍小，若含氟量大，混凝劑使用量多，處理費用較大，產生污泥量多；氟離子去除效果受攪拌條件、沉降時間等操作因素及水中SO42-，Cl-等陰離子的影響較大，出水水質不夠穩定，這與目前對混凝除氟機理認識還很不夠有關，研究絮凝除氟機理具有明顯的現實意義。

吸附法

用於除氟的常用吸附劑主要有活性氧化鋁、斜發沸石、活性氧化鎂，近年來還報導了氟吸附容量較高的羥基磷灰石、氧化鋯等。利用這些吸附劑可將氟濃度為10mg/L的廢水處理到1mg/L以下，達到飲用水的標準。吸附法一般將吸附劑裝入填充柱，採用動態吸附方式進行，操作簡便，除氟效果穩定。

這些新型的吸附劑雖價格比較昂貴，但處理後吸附容量下降緩慢，可反覆使用。是目前廢水除氟的發展方向。

幾種除氟技術比較

1)利用化學沉澱法可以處理高濃度的含氟廢水，氟離子初始濃度為1000～3000mg/L時，石灰法處理後的最終濃度可達20～30mg／L，該法操作簡便，處理費用低。但由於泥渣沉降速度慢，需要添加氯化鈣或其它絮凝劑，使沉澱加速。設法提高鈣離子濃度及保持高的pH而使氟化鈣沉降是降低氟離子濃度的主要途徑。另外，聯合使用磷酸鹽、鎂鹽、鋁鹽等，比單純用鈣鹽除氟效果好。

(2)絮凝沉澱法對高濃度含氟水除氟效果差，處理後水中硫酸根濃度偏高。

(3)吸附法-吸附劑大多起陰離子交換作用，因此除氟效果十分明顯，但都要加特殊的處理劑和設置特定設備，初期投入處理費用往往高於沉澱法。但可反覆使用，長期評估下來汙泥處理量及持續性處理成本，吸附法還是較為合適。