中國(guó)粉體網(wǎng)訊 我國(guó)水資源總量豐富，但人均水資源量?jī)H為全球平均水平的1/4，水資源供需矛盾突出，正常年份缺水500多億立方米。同時(shí)，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品種類多樣化導(dǎo)致工業(yè)廢水成分更趨復(fù)雜，廢水排放量增加。其中含氟廢水約占全國(guó)工業(yè)廢水總排放量的5%。
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氟性質(zhì)活潑、分布廣泛，雖是人體的微量元素，但高氟含量物質(zhì)的接觸通常對(duì)動(dòng)植物和人體有害，容易引發(fā)氟斑牙、氟骨癥、神經(jīng)系統(tǒng)病變、破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡等問(wèn)題。據(jù)悉，當(dāng)飲用水中氟含量高于4毫克/升時(shí)，氟斑牙的患病率可達(dá)到100%，并可能導(dǎo)致氟骨癥的發(fā)生，嚴(yán)重影響人們的日常生活質(zhì)量。
氟污染來(lái)源及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)與人類健康的影響關(guān)聯(lián)
含氟廢水的處理技術(shù)
當(dāng)前，針對(duì)含氟廢水的處理技術(shù)呈現(xiàn)多元化，包括但不限于吸附法、化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、電凝聚法、離子交換樹(shù)脂法、膜分離法及生物法等。
含氟廢水主要治理方法及特點(diǎn)
這些方法均存在一定的局限性，且大多依賴除氟材料本身。化學(xué)沉淀法主要通過(guò)鈣鹽或鋁鹽沉淀除氟，處理費(fèi)用低，但對(duì)高濃度含氟廢水的深度除氟效果較差，且會(huì)產(chǎn)生大量污泥�；炷恋矸ㄊ褂贸Ｒ�(jiàn)的混凝劑PAC(聚合氧化鋁)、PAM(聚丙烯酰胺)、PAS(聚硫酸鋁)等除氟，但效果不穩(wěn)定，處理后的水中含有大量的硫酸根離子和溶解鋁，易產(chǎn)生二次污染。吸附法的處理效果由吸附劑決定，離子交換法的最大限制因素是樹(shù)脂再生及最終處置問(wèn)題。因此，探究高效、穩(wěn)定、低成本的新型功能性除氟材料成為含氟廢水處理領(lǐng)域亟需突破的難題。
功能性除氟材料
根據(jù)不同的除氟機(jī)理，除氟材料可分為天然礦物除氟材料、常見(jiàn)金屬基除氟材料、稀土類金屬基除氟材料和新型納米復(fù)合除氟材料。
天然礦物除氟材料
天然礦物除氟材料來(lái)源廣泛，以沸石、粉煤灰、蒙脫石、膨潤(rùn)土等為代表，大多具備良好的孔隙率和比表面積，可通過(guò)靜電吸附、離子交換去除水中氟化物，因其除氟效率高、成本低，在廢水除氟方面得到廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高除氟性能，一般對(duì)天然礦物材料進(jìn)行改性。
金屬基除氟材料
金屬基除氟材料具有較高的電負(fù)性和較小的離子尺寸，對(duì)氟離子具有很強(qiáng)的吸附選擇性，其機(jī)理是利用金屬離子對(duì)氟離子的靜電吸附、離子/配體交換等方式實(shí)現(xiàn)去除氟污染物的目的。常見(jiàn)的金屬基除氟材料有鋁鹽、鐵鹽和鎂鹽等氧化物、氫氧化物及MOFs材料。
稀土類金屬基除氟材料
稀土元素對(duì)氟具有良好的吸附選擇性，在含氟廢水深度處理方面表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，其主要除氟機(jī)理為靜電吸附和離子交換，即稀土離子結(jié)合氟離子形成穩(wěn)定的配合物，在吸附完成后可采用氫氧化鈉溶液或明礬溶液解吸再生。然而稀土元素成本較高，一般都將其與其他常見(jiàn)金屬元素或高分子材料進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，用于廢水中氟化物的雙向去除。
新型納米復(fù)合除氟材料
根據(jù)氟的物化特性，大部分除氟材料均通過(guò)較高的比表面積、高表面活性和催化點(diǎn)位等機(jī)理除氟，相對(duì)于傳統(tǒng)除氟材料，新型納米復(fù)合除氟材料因其具有除氟效率高、性能穩(wěn)定、可調(diào)整降低成本等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。雖然其除氟效果受pH影響，但適用pH范圍更廣，在污水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
新型納米材料主要通過(guò)靜電吸附作用、配體或者離子交換作用除氟。根據(jù)新型納米材料的組成、形貌、結(jié)構(gòu)的差異，具有不同的除氟效果。常見(jiàn)的有碳基納米材料(石墨烯、碳納米管等)、納米復(fù)合金屬氧化物材料(負(fù)載Al、Fe、La、Ce、Zr等)和其他的新型納米復(fù)合材料(磁性納米復(fù)合材料)。
小結(jié)
近年來(lái)，隨著光伏、新能源汽車、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其含氟工業(yè)廢水逐漸成為環(huán)境氟化物污染的重要來(lái)源。常見(jiàn)的除氟方法難以滿足日益嚴(yán)苛的廢水排放要求，功能性除氟材料應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸形成含氟廢水治理的關(guān)鍵技術(shù)。探索新型、高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的除氟材料，更是契合我國(guó)雙碳發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。
參考資料：
燕佳妮等.功能性除氟材料在廢水處理中的研究進(jìn)展及應(yīng)用
羅立群等.典型產(chǎn)業(yè)含氟廢水來(lái)源與綜合治理技術(shù)研究現(xiàn)狀
張佳瑤等.工業(yè)含氟廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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