中國粉體網訊  我國水資源總量豐富，但人均水資源量僅為全球平均水平的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，隨著我國工業(yè)化進程的加快，產品種類多樣化導致工業(yè)廢水成分更趨復雜，廢水排放量增加。其中含氟廢水約占全國工業(yè)廢水總排放量的5%。

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氟性質活潑、分布廣泛，雖是人體的微量元素，但高氟含量物質的接觸通常對動植物和人體有害，容易引發(fā)氟斑牙、氟骨癥、神經系統(tǒng)病變、破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡等問題。據(jù)悉，當飲用水中氟含量高于4毫克/升時，氟斑牙的患病率可達到100%，并可能導致氟骨癥的發(fā)生，嚴重影響人們的日常生活質量。

氟污染來源及對生態(tài)系統(tǒng)與人類健康的影響關聯(lián)

含氟廢水的處理技術

當前，針對含氟廢水的處理技術呈現(xiàn)多元化，包括但不限于吸附法、化學沉淀法、混凝沉淀法、電凝聚法、離子交換樹脂法、膜分離法及生物法等。

含氟廢水主要治理方法及特點

這些方法均存在一定的局限性，且大多依賴除氟材料本身。化學沉淀法主要通過鈣鹽或鋁鹽沉淀除氟，處理費用低，但對高濃度含氟廢水的深度除氟效果較差，且會產生大量污泥。混凝沉淀法使用常見的混凝劑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脂再生及最終處置問題。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域亟需突破的難題。

功能性除氟材料

根據(jù)不同的除氟機理，除氟材料可分為天然礦物除氟材料、常見金屬基除氟材料、稀土類金屬基除氟材料和新型納米復合除氟材料。

天然礦物除氟材料

天然礦物除氟材料來源廣泛，以沸石、粉煤灰、蒙脫石、膨潤土等為代表，大多具備良好的孔隙率和比表面積，可通過靜電吸附、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用。為了進一步提高除氟性能，一般對天然礦物材料進行改性。

金屬基除氟材料

金屬基除氟材料具有較高的電負性和較小的離子尺寸，對氟離子具有很強的吸附選擇性，其機理是利用金屬離子對氟離子的靜電吸附、離子/配體交換等方式實現(xiàn)去除氟污染物的目的。常見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，其主要除氟機理為靜電吸附和離子交換，即稀土離子結合氟離子形成穩(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金屬元素或高分子材料進行有機結合，用于廢水中氟化物的雙向去除。

新型納米復合除氟材料

根據(jù)氟的物化特性，大部分除氟材料均通過較高的比表面積、高表面活性和催化點位等機理除氟，相對于傳統(tǒng)除氟材料，新型納米復合除氟材料因其具有除氟效率高、性能穩(wěn)定、可調整降低成本等優(yōu)勢備受關注。雖然其除氟效果受pH影響，但適用pH范圍更廣，在污水處理領域具有廣闊的應用前景。

新型納米材料主要通過靜電吸附作用、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、結構的差異，具有不同的除氟效果。常見的有碳基納米材料(石墨烯、碳納米管等)、納米復合金屬氧化物材料(負載Al、Fe、La、Ce、Zr等)和其他的新型納米復合材料(磁性納米復合材料)。

小結

近年來，隨著光伏、新能源汽車、半導體等產業(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源。常見的除氟方法難以滿足日益嚴苛的廢水排放要求，功能性除氟材料應運而生，并逐漸形成含氟廢水治理的關鍵技術。探索新型、高效、穩(wěn)定、經濟、環(huán)保的除氟材料，更是契合我國雙碳發(fā)展戰(zhàn)略，實現(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展及應用

羅立群等.典型產業(yè)含氟廢水來源與綜合治理技術研究現(xiàn)狀

張佳瑤等.工業(yè)含氟廢水處理技術研究進展

（中國粉體網編輯整理/黑金）

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