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随着现代工业的发展,氟化物的应用越来越广泛。含氟矿石的开采、氟化物的合成、钢铁、电子、金属冶炼、铝电解、玻璃、化肥等工业生产中常含有几十到几千mg/L的高浓度含氟废水,严重污染环境和危害人体健康。氟污染日益受到人们的关注,在水资源日益匮乏的今天,为实现工业与农业的可持续发展,治理含氟废水,使其达标排放,具有十分重要的现实意义。传统的化学沉淀除氟法会产生大量的含水污泥,必须进行二次脱水处理,且处理效果远不能达到国家排放标准。石灰石是一种环境友好型材料,被广泛应用在治理污染、水资源利用和水处理方面。提高石灰石在水中的溶解度,是提高其除氟反应活性的一条重要的技术途径。针对石灰石在溶有CO2的水环境下会加速溶解的特性,本文设计了石灰石除氟反应器。CO2气体不断通入含氟废水中,以增加碳酸的浓度,加速石灰石溶解和CaF2沉淀形成。实验还利用READ-F树脂对F-具有高效选择吸附特性,对含氟废水进行深度处理。为确保出水的稳定性和拓展石灰石反应器应用,设计了石灰石/READ-F反应器联合处理高浓度含氟废水。论文以氟化钠模拟废水和实际含氟工业废水为研究对象,开展了石灰石/READ-F反应器处理含氟废水的研究。探讨了氟溶液的pH值、保留时间、CO2流速、原水氟浓度等工艺条件对除氟效果的影响。研究结果表明,石灰石/READ-F反应器对含氟废水具有良好的除氟效果。石灰石反应器和READ-F树脂对低浓度(≤50mg/L)含氟废水的除氟率分别可达到85%和98%;石灰石/READ-F反应器能将高浓度含氟废水降低到10mg/L以下,达到国家一级排放标准。本文还初步探讨了石灰石/READ-F反应器的动力学行为及除氟机理,指出在石灰石反应器内,CaF2以异相初级成核为优势成核,存在双电层的石灰石诱导CaF2沉淀结晶,其反应动力学方程为rn=3.9771[Ca2+]n[F-]n2-2.4353;CaF2沉淀主要生成在石灰石的梯面边缘、弯曲和孔穴处。READ-F对F-的离子交换吸附是熵推动反应,主要发生在其外表面和大孔内表面,遵循假二级反应动力学和Frendlich吸附等温方程。