含氟廢水為工業生產中產生的一種較為常見的廢水，排放前需進行處理。常見的含氟廢水處理工藝有氫氧化鈣沉淀法、氧化鋁吸附法和樹脂吸附法。氫氧化鈣沉淀法工藝簡單、成本低廉，但氟去除率不高，難以使廢水達到排放標準。而氧化鋁吸附法、樹脂吸附法成本相對較高，且只適用于低濃度含氟廢水處理。試驗研究了用氫氧化鋁沉淀法處理廢水，利用氫氧化鋁與氟離子反應生成六氟鋁酸鈉沉淀，將廢水中氟濃度降下來，實現廢水除氟目的，以期為工業含氟廢水治理提供一種可供選擇的方法。
1、試驗部分
1.1 試驗原料及試劑
試驗試劑：硫酸、碳酸鈉、氟化鈉、十八水合硫酸鋁，均為分析純。
氫氧化鋁的制備：用硫酸鋁配制濃度為0.5mol／L的溶液，在85℃下用碳酸鈉調節pH為4.0～4.5使鋁形成沉淀，過濾后用純水多次洗滌，并在105℃下烘干5h。
含氟廢水的配制：稱取一定質量氟化鈉，用純水溶解，配制成氟質量濃度2.0g／L模擬廢水。
1.2 試驗方法及原理
取500mL含氟模擬廢水于1000mL燒杯中，加入適量氫氧化鋁，在HH-1數顯恒溫水浴鍋中加熱并攪拌，反應后過濾，測定濾液中氟質量濃度，計算氟去除率。
用氟離子選擇性電極測定除氟前、后廢水中氟質量濃度，用pHS-25型pH計測定廢水pH，用X射線光譜儀（XRD）分析除氟前、后氫氧化鋁物相，用掃描電子顯微鏡（SEM）分析氫氧化鋁除氟前、后形貌。
氫氧化鋁與廢水中氟離子反應生成六氟鋁酸鈉沉淀，反應式為
2、試驗結果與討論
2.1 廢水pH對氟去除率的影響
試驗條件：氫氧化鋁用量2.5g，廢水體積500mL，廢水中氟初始質量濃度2.0g／L，廢水pH用硫酸、碳酸鈉溶液調節，反應溫度25℃，攪拌速度600r／min，反應時間60min。廢水pH對氟去除率的影響試驗結果如圖1所示。
由圖1看出，廢水pH對氟去除率的影響顯著，隨廢水pH增大，氟去除率先提高后降低。氫氧化鋁與氟離子反應生成六氟鋁酸鈉沉淀，而六氟鋁酸鈉在酸性或堿性條件下都不穩定，容易分解，所以，用氫氧化鋁除氟時廢水pH宜控制在6.0～7.0。此條件下，氟去除率在98％以上，除氟效果較好。
2.2 反應時間對氟去除率的影響
試驗條件：氫氧化鋁用量2.5g，廢水體積500mL，廢水中氟初始質量濃度2.0g／L，廢水pH＝6.5，反應溫度25℃，攪拌速度600r／min。反應時間對氟去除率的影響試驗結果如圖2所示。
由圖2看出：氟去除率隨反應時間延長而提高；反應60min后趨于穩定，達99.3％。綜合考慮，確定氫氧化鋁除氟適宜反應時間為60min。
2.3 反應溫度對氟去除率的影響
試驗條件：氫氧化鋁用量2.5g，廢水體積500mL，廢水中氟初始質量濃度2.0g／L，廢水pH＝6.5，攪拌速度600r／min，反應時間60min。反應溫度對氟去除率的影響試驗結果如圖3所示。
由圖3看出：氟去除率隨反應溫度升高略有提高；溫度在25℃以上時，氟去除率都在99％以上。綜合考慮，反應溫度以25℃為宜。
2.4 氫氧化鋁用量對氟去除率的影響
試驗條件：廢水體積500mL，廢水中氟初始質量濃度2.0g／L，廢水pH＝6.5，攪拌速度600r／min，反應時間60min。氫氧化鋁用量對氟去除率的影響試驗結果如圖4所示。
由圖4看出：隨氫氧化鋁用量增大，氟去除率先提高后趨于穩定；當氫氧化鋁用量在2.5g以上時，氟去除率在99％以上。氫氧化鋁除氟時與氟發生化學反應生成了六氟鋁酸鈉，當用量不足時反應不完全，氟去除率較低。綜合考慮，確定氫氧化鋁的適宜用量為2.5g。
2.5 攪拌速度對氟去除率的影響
試驗條件：氫氧化鋁用量2.5g，廢水體積500mL，廢水pH＝6.5，廢水中氟初始質量濃度2.0g／L，反應時間60min。攪拌速度對氟去除率的影響試驗結果如圖5所示。
由圖5看出，隨攪拌速度增大，氟去除率提高。氫氧化鋁除氟發生化學反應，攪拌速度較小時，傳質速度較慢，反應速率較低，氟去除率不高；增大攪拌速度后，傳質速度加快，氟去除率迅速提高；但攪拌速度增大至600r／min后，氟去除率趨于穩定變化不大。綜合考慮，確定適宜攪拌速度為600r／min。
2.6 氫氧化鋁除氟前、后的表征
2.6.1 XRD表征
除氟前、后的氫氧化鋁的XRD圖譜如圖6所示。可以看出，反應60min后，氫氧化鋁表面有明顯的Na3AlF6生成。這表明氫氧化鋁除氟原理主要是與氟反應生成Na3AlF6，進而將廢水中的氟去除。
2.6.2 SEM表征
除氟前、后的氫氧化鋁的SEM照片如圖7所示。可以看出：除氟前的氫氧化鋁表面較為光滑、致密；而除氟后表面變得疏松，有立方形貌的冰晶石六氟鋁酸鈉出現。這也意味著除氟時發生了明顯的化學反應。
3、結論
以氫氧化鋁為除氟劑從高氟廢水中除氟是可行的，除氟后，氟轉變成六氟鋁酸鈉。適宜條件下，氟去除率達99.3％，處理后廢水中氟質量濃度降至14mg／L，達到工業廢水二級排放標準。（來源：湖南邦普循環科技有限公司）
