第 1 章 绪 论
氟是人体健康所必需的元素，人体每日需氟量约为 1.0~1.5mg，适量的氟摄入量能够促进牙齿和骨骼的正常生长发育，有利于人体对钙磷的吸收，牙齿硬组织的形成和骨钙的沉积、加速骨骼的形成、增强牙齿的抗龋能力，缺氟会导致龋齿和骨质疏松症[3]。但人体每日摄入氟含量超过 4mg，就能产生毒副作用，过量的氟会导致氟斑牙或氟骨症。暴露在氟污染地区，对儿童的智力发育也会产生影响。Tang 等[4]通过元分析方法发现暴露在氟污染下与低智商有密切的联系，生活在氟污染地区的儿童发展为低智商的几率比无氟污染或轻微氟污染地区高五倍。 氟对水中水生植物、无脊椎动物和鱼类的生长发育产生影响，氟离子能够抑制或增强藻类的生长，这主要取决于氟的浓度、暴露时间和藻的种类；水生植物通过吸收氟离子能够有效的去除氟的污染；而对于水生动物，氟趋向于积累于无脊椎动物的外骨骼和鱼的骨骼组织中。氟的毒性作用主要表现在氟作为一种酶毒素，能够抑制酶的活性，并最终切断糖酵解和蛋白质合成等代谢过程。氟对水生无脊椎动物和鱼类的毒性随着氟的浓度、暴露时间和水温的增加而增加，随着个体尺寸以及水中钙离子、氯离子的增加而降低。在淡水中，由于较低的离子强度，氟离子的生物利用性随着水的硬度的减小而升高，因而水生生物对氟的毒性更为敏感，在低于 0.5mg/L 氟浓度下仍对无脊椎动物和鱼类产生负面影响[5]。
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第 2 章 实验材料与方法
2.1实验材料
实验中若无特殊说明，所用溶液均为去离子水配制，所使用的玻璃器皿使用前先用 0.1mol/L 硝酸溶液浸泡 24h，然后用去离子水冲洗后烘干使用，避免器皿上铬的残留。 普通硅酸盐水泥为亚泰集团哈尔滨水泥有限公司生产，型号 P.O 42.5。用 X 射线荧光光谱仪分析水泥的主要化学成分（以氧化物计），见表 2-2。其中 MgO 质量分数为 1.1%，烧失量 3.5%，比表面积（细度）为 345m2/kg，安定性合格，初凝时间 2 小时，终凝时间 2 小时 50 分钟，28 天抗折强度为8.0MPa，28 天抗压强度为 49.0MPa。
2.2实验方法
取 1L 含氟溶液，加入 1mol/L 氯化钙溶液后，以 200r/min 转速快速混合1min，然后 120r/min 下反应 10min，先后加入混凝剂和助凝剂聚丙烯酰胺后，依次在 200r/min 转速下快速混合 1min，然后 60r/min 絮凝反应 10min，静置沉淀 30min 后取样测定浊度、F-浓度、pH 值及 Zeta 电位等。图 2-5 和 2-6 分别为加载絮凝中试试验工艺流程图和中试装置实物图，中试装置模拟加载絮凝工艺各个处理单元池体，主要包括：（1）化学反应池；（2）混合池；（3）絮凝池；（4）沉淀池。中试装置最大设计流量为 2m3/h，最大回流流量为 1.25m3/h，总水力停留时间约为 1h，装置设有自动投药系统和上位监控系统，对实验过程中的流量、液位、pH 值以及投药量等进行实时监控。
第 3 章 加载絮凝处理含氟废水的效能 .................................. 36
3.1 引言 ......................... 36
3.2 钙盐沉淀法除氟原理 .................................... 37
3.3 混凝沉淀处理含氟废水的效能 ......................... 42
第 4 章 还原法处理含铬废水氧化还原反应动力学 ...... 61
4.1 引言 ...................................61
4.2 水溶液中 Cr 的形态分布 .............................. 62
4.3 Fe(II)与 Cr(VI)的氧化还原反应动力学 .......................... 63
第 5 章 含铬废渣物化性质表征及酸浸出特性 ........................ 75
5.1引言 ................... 75
5.2铬渣物化性质表征 ........................ 75
第 7 章 工业园区废水废渣综合处理处置
7.1引言
工业园区主要生产彩色显像管等电子元器件，生产过程中大量使用有毒有害的有机溶剂、清洗剂以及含重金属和氟化物的原辅材料，各生产工序中排放出大量不同成分的废水废液，废水中污染物成分复杂，危害性大，且随生产过程水质水量波动较大。工业园区原有废水处理设计是根据废水中污染物成分和性质将所产生的废水进行分类排放处理，废水分为含氟废水、酸碱废水、含铬废水三种。废水处理站总设计流量为 7500m3/d，各类废水原有处理工艺采用常规处理工艺。含氟废水采用钙盐混凝沉淀-二级混凝沉淀工艺，酸碱废水与含氟废水一级钙盐混凝沉淀出水汇合后进行混凝沉淀处理，含铬废水采用FeSO4还原沉淀工艺。但在运行过程中，主要存在含氟废水除氟效果不理想，高浓度时存在瞬间超标现象，石灰有效利用率低，产生污泥量大，含铬废水处理效果受原水 pH 值波动及影响，处理过程中产生大量含铬废渣难以妥善处理处置等问题。
7.2工业园区废水处理改造
针对工业园区现有常规处理工艺存在的问题，根据前面实验室小试和中试研究确定的工艺参数，对工业园区原有废水处理系统进行了改造，将本课题研究成果应用于工业园区的实际废水处理中。经过对现场的调查，尽可能的利用现在构筑物、设备和控制仪表，确定了废水处理改造方案。改造后的废水处理工艺流程图如图 7-1 所示。工业园区废水处理工艺改造完成后，工艺稳定运行，对各类型废水出水和总排放口出水进行不定期采样检测，采样周期为 3 个月，采样次数为 20次。经检测，通过此次改造，基本达到了预期的效果。
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结 论
本文针对某工业园区所产生的含氟废水、含铬废水及含铬废渣处理过程中存在的实际问题，对加载絮凝工艺处理含氟废水的除氟机理、工艺参数优化、运行效果进行系统的研究；对含铬废水处理过程中的氧化还原反应动力学过程进行理论分析和实验验证，优选还原剂类型和反应 pH 条件；在对含铬废渣物理化学性质表征及酸浸出特性进行研究的基础上，对五种硅酸盐胶凝材料固定铬渣的性能及长期稳定性，Fe(II)/胶凝材料稳定固定化铬渣进行系统研究，得到以下结论：
（1）利用加载絮凝工艺处理含氟工业废水，将沉淀的污泥进行部分回流作为絮凝载体，能够显著的提高除氟效果。提高化学混合反应池 pH 设定值、增加污泥回流比均能提高除氟效率；采用三氯化铁混凝剂和 PAM 助凝剂联合使用，对 CaF2具有非常好的混凝效果，三氯化铁最佳投量范围 0.10~0.20mmol/L，混凝过程中 pH 值最佳范围为 8.0~8.5，PAM 最佳投量范围为 1~3mg/L。最佳工艺参数下运行试验，加载絮凝工艺平均除氟率、平均除浊率分别为 96.31%、98.00%。
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参考文献（略）