自然界中的氟是化合物,主要有萤石、氟磷灰石、冰晶石等。是重要的化工原料,广泛应用于铝冶炼、磷肥、钢铁、有机合成化工、电子工业、原子能工业、有机氟润滑油、二氟化氧、氟化联氨、火箭推进剂氟制冷剂等。上述工业生产排放大量含氟废水,污染环境。此外,氟污染会毒害动植物,影响农牧业生产。根据《*污水综合排放标准》(GB8978-1996),标准中氟离子浓度应小于10mg/L,地表水中氟无机化合物的允许浓度为1.0mg/L。氟污染已引起越来越多的关注。
为了避免过量氟对人体健康的危害,必须严格控制氟的排放,含氟废水的处理方法很多。国内外常用的方法大致分为沉淀法和吸附法两大类。目前,对于高浓度含氟工业废水,一般采用钙盐沉淀法,即在废水中加入石灰乳,在氟离子与钙离子之间形成CaF2沉淀。在正常条件下,氟化钙的溶解度为8.9mg·L-1,但该方法处理的出水难以达标,污泥沉降缓慢,脱水困难。絮凝沉淀法和吸附法主要用于中低浓度含氟废水。
对于高浓度含氟废水,为了保证出水水质,通常需要进行两步处理,先用石灰沉淀,使含氟量降至20~30mg·L-1,然后用吸附剂处理,使含氟量降至10mg·L-1以下。铝盐吸附剂主要用于吸附法除氟。目前,活性氧化铝更经济。活性氧化铝具有良好吸附性能的原因与其结构有关。表面干燥的*层氧化铝Di由氧离子组成,氧离子与Di铝离子相连,数量仅为Di两层的一半。因此,有一半的铝离子会暴露在表面,第二层中的氧离子刚好满足Al2O3的A/O比,并且与氟离子有很强的结合力。活性氧化铝在水中的反应可以认为是:
[A lxoy(OH)Z](OH-)(3x-2Y-Z)+(3x-2Y-Z)f-→ [alxoy(OH-)(OH-)(3x-2Y-z)+(3x-2Y-z)oh-即F-通过分散、湍流和分子扩散从水体移动到边界层,然后分子扩散到颗粒表面和孔隙,它与活性氧化铝中的聚合铝一起沉淀并释放等量的oh-,因此水的pH值仅增加。因此,氟的pH值脱氮是酸性的。