污水处理中常用的除氟剂主要包括三类:化学沉淀剂、吸附剂和新兴材料。其中化学沉淀剂应用最广,如铝盐、铁盐和钙盐。铝盐以聚合氯化铝和硫酸铝为代表,溶解度较高,通过形成氢氧化铝絮体吸附并沉淀氟离子,去除率可达80%以上。铁盐如氯化铁、硫酸铁通过生成氢氧化铁沉淀除氟,效率虽高但易产生色度问题。钙盐以石灰为主,形成氟化钙沉淀,成本低但反应条件需碱性环境,且氟化钙溶解度仍较高,需后续处理强化。

吸附剂中以活性氧化铝应用较多,其比表面积大,通过离子交换吸附氟离子,可再生使用,但吸附容量受限。骨炭基于羟基磷灰石结构,对氟有亲和力,但材料来源有限。新兴吸附材料如稀土改性吸附剂、纳米材料等,虽高效但成本较高。此外,混凝沉淀组合工艺常配合聚丙烯酰胺等助凝剂提高除氟效果。整体选择需结合水质、成本和处理目标综合考虑。
例如水体pH值对铝盐和铁盐的除氟效率影响显著,通常在pH 5.5-7.0范围内效果最佳;而钙盐法需维持pH在10以上才能有效沉淀。实际应用中,往往采用多级处理或组合工艺,如先投加石灰调节pH并初步除氟,再辅以铝盐深度处理,可提升综合去除率至95%以上。
吸附法操作灵活,适于低浓度含氟废水的精处理。活性氧化铝需预处理活化,吸附饱和后可用硫酸铝溶液再生,但多次再生后性能会下降。近年来,改性沸石、金属有机框架等新材料显示出高选择性,但工业化应用尚在探索阶段。此外,电絮凝、反渗透等物理化学方法也可协同除氟,尤其适于高标准回用场景。
选择除氟剂时还需评估污泥产生量、二次污染风险及运行成本。例如铁盐易导致出水色度加深,钙盐法污泥量大;吸附剂虽污泥少但更换频率高。因此,需根据进水氟浓度、排放标准及经济性优化药剂投加策略,必要时结合在线监测实现精准控制。

