离子交换工艺-除氟

矿井水除氟的要求一般是处理后水中的含氟量≤1.0mg/L。氟化物含量高的原水往往呈偏碱性，pH值常大于7.5。利用阴离子交换树脂上的可交换阴离子，去交换水中的氟离子，达到除氟目的。氟离子的选择交换性较大，树脂上的SO42-、Cl-等阴离子很容易被水中的F-交换下来而去除。 矿井水除氟的几种方法： 1.化学沉淀法 钙盐沉淀法是除氟工艺中应用广泛的一种方法。对于高浓度含氟废水，一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加石灰或可溶性钙盐(硫酸钙和氯化钙等)，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去。该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但其除氟效果受氟化钙的溶解度大小限制，往往只能将水中的氟浓度降低到8~10mg/L的水平，且产生的污泥量大，污泥中的氟由于含水率高而难以回收利用。又由于氟化物不是废水中要被除去的污染，因此要根据实际情况选择合适的处理方法。 2.絮凝沉淀法 氟离子废水的絮凝沉淀法常用的絮凝剂为铝盐。铝盐投加到水中后，利用铝离子与氟离子络合以及铝盐水解产物的配位体交换、物理吸附、卷扫作用除去水中的氟离子。常用的铝盐混凝剂有硫酸铝、聚合硫酸铝，均有较好的混凝除氟效果，与钙盐沉淀法相比，铝盐絮凝沉淀法具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点。铝盐混凝沉降法也存在缺点，即氟离子去除效果受搅拌条件、沉降时间等因素及水中阴离子浓度的影响较大，出水水质不够稳定。混凝沉降法一般只适用于含氟较低的废水处理。 3.离子交换法 Tulsimer CH-87 是一款去除水溶液中氟离子的专用的凝胶型选择性离子交换树脂。它是具有氟化物选择性官能团的交联聚苯乙烯共聚物架构的树脂。去除氟离子的能力可以达到 1ppm 以下的水平。它在中性至碱性的 PH范围内有极高的工作效率，并且很容易再生。 树脂除氟水质预处理的要求 1、SS值降至1mg/l以内； 2、硬度降至300mg/l以内； 3、PH值调整至7——9； 4、树脂床层高度控制在1500——2000mm; 5、其它常规要求 ●CH-87除氟树脂再生液 成分情况：酸性，氟离子和硫酸铝的混合溶液； 再生剂：铝离子没有明显消耗 再生废液处理方式：沉淀处理 再生剂浓度：10% 再生剂选择：如果是氯化铝（不能用PAC）浓度可控制在5% ●CH-87除氟运行状况 1、除氟流速控制在8——10BV/H，氟含量在2以内可以适当提高流速，不建议超过15BV/H 2、产水PH值偏酸，进水PH值在8.5左右，产水PH值在6.5； 3、树脂属于凝胶性树脂； 4、建议配套工艺： 一、沉淀工艺+机械过滤+活性炭过滤+精密过滤器+离子交换系统 二、沉淀工艺+机械过滤+活性炭过滤+精密过滤器+超滤膜+离子交换系统 三、如果硬度过高建议配套沉淀除硬系统。

矿井水除氟通常要求处理后的水中含氟量低于1.0mg/L。适用方法主要有：

1. 化学沉淀法：以钙盐沉淀法较为常见，通过向水中加入石灰或可溶性钙盐使氟离子与钙离子生成沉淀物CaF2进行去除。

2. 絮凝沉淀法：常用铝盐作为絮凝剂，通过铝离子与氟离子的络合及水解产物去除氟离子。这种方法相较钙盐沉淀法有更小的药剂投加量和更好的处理效果。

3. 离子交换法：使用特定的离子交换树脂如Tulsimer CH-87，能在中性至碱性环境中高效去除氟离子，并能容易再生。此法需要预处理以降低水中的SS值和硬度，并调整pH值。

每种方法都有其优缺点和适用情况，需根据实际的水质和处理要求选择最合适的技术路线。
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树脂价格高，初次投资成本大：
离子交换树脂的生产成本较高，导致初次投资成本较大。
树脂对进水水质要求高：
树脂对进水中的悬浮物（SS）、铁离子、盐分总量、pH值等指标有严格要求，需要预处理以满足树脂的进水要求。
再生废液处理难题：
树脂再生过程中会产生再生废液，需要妥善处理以避免二次污染。
可能引入其他有害离子：
在处理过程中，如果树脂选择不当或操作不当，可能会引入其他有害离子到水中，对水质造成不良影响。
吸附周期长，消耗大量脱附剂：
离子交换法的吸附周期相对较长，且需要消耗大量的脱附剂进行树脂再生，增加了运行成本。
综上所述，离子交换法除氟具有高效、便捷、可循环利用等优点，但也存在树脂价格高、对进水水质要求高、再生废液处理难题等缺点。在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择适合的除氟方法。