概述

寻求意向单位开展含氟废水深度处理关键技术研究及产品开发

需求详情

1. 技术需求描述1）技术需求背景含氟废水指的是在工业生产活动中产生的含有氟离子的废水，产生含氟废水的行业包括有色冶金、钢铁和铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂的废水及战略性新兴产业如半导体、光伏等。这种废水在环境中排放后会对水生态系统和人类健康造成严重威胁，随着工业的快速发展，含氟废水已成为环境污染的重要来源之一。含氟废水中的氟离子对生态环境和人类健康具有极大的危害性，对含氟废水的处理和净化已成为当前环境保护的迫切需求。现有技术中，含氟废水的处理方法主要包括化学沉淀法、吸附法、混凝沉降法、电凝聚法、离子交换树脂法、反渗透法、液膜法、电渗析法等，通过对这些方法的应用效果、使用成本及操作难度进行对比，采用钙盐沉淀法、混凝沉淀法和吸附法处理最为普遍。钙盐沉淀的基本原理是向含氟废水中加入消石灰、氯化钙，使废水中的氟离子和钙离子反应生产CaF2沉淀而除去，在高浓度含氟废水处理中应用尤为普遍，钙盐沉淀法处理后的出水氟化物含量在15-30mg/L范围内，难以在更大程度降低处理水氟含量的浓度，混凝沉淀法的基本原理是在含氟水中投加混凝剂，使之形成絮体而吸附氟离子，混凝沉淀法处理后的出水氟化物含量在5-10mg/L范围内。吸附法基本原理是通过水中氟离子扩散到固态吸附剂表面，传统的吸附剂与氟离子之间的吸附作用力较弱，对废水中氟离子的吸附容量较小，对废水中氟离子的去除效果差，并且吸附剂再生循环的重复使用效果不佳，在处理含氟废水时存在处理成本高、操作复杂等缺点。因此，开发低成本高效率的氟离子吸附材料，将各类含氟废水中氟离子浓度稳定降低至1mg/L以下，以满足安徽省对于含氟废水的深度处理有相关要求迫在眉睫；在此基础上，根据废水的水质特点、处理要求、经济成本等因素，开发稳定性高、操作管理便利以及对环境的影响小的深度除氟工艺也刻不容缓。2）技术需求的预期目标（1）开发低成本高效率的氟离子吸附材料；（2）开发氟离子高效处理工艺1套；（3）形成深度除氟集成装备1套。3）技术需求的技术指标（1）开发的氟离子吸附材料生产成本较现有材料成本降低20%；（2）开发的氟离子高效处理工艺能够稳定地使出水氟离子浓度小于1mg/L。（3）形成的深度除氟集成装备占地节省20%，生产成本降低20%。2.行业代表性安徽省对于含氟废水的深度处理有相关要求，例如《半导体行业水污染物排放标准》（db34/4294—2022）规定，按照一般区域、特别排放区域两种情形，规定了相关水污染物的直接和间接排放标准。该标准适用于半导体行业企业（包括从事半导体分立器件或集成电路的制造、封装测试的企业）的水污染物排放管理等。相较于安徽省现执行的《电子工业水污染物排放标准》（gb39731-2020），《半导体行业水污染物排放标准》中有13项指标不同程度收严。安徽省要求含氟废水处理后氟离子浓度需降低至2mg/L以下，而合肥市的要求则更为严格，需降低至1mg/L以下。在实际执行中，新建半导体企业自2023年1月1日起执行该标准，现有企业自2025年1月1日起执行。3.需求合理性随着光伏、新能源汽车、半导体等产业的快速发展，含氟工业废水的处理需求日益增加，含氟废水处理市场也在不断扩大。中冶华天工程技术有限公司为着力打造“中冶华天 绿色明天”品牌形象，实现中冶集团“一创两最五强”奋斗目标，积极响应国家及安徽省政府号召，积极参与到含氟废水处理的研究和工程建设中，因此，为解决含氟废水的低碳高效处理，迫切需要采用科学有效的处理工艺，探索因地制宜的处理模式，实现农村污水处理设施智能化运维，加强农村污水处理设施系统化管理，降低农村污水处理设施闲置率。从而提高中冶华天在农村污水处理领域的市场竞争力。4.技术需求创新性该技术成果的转化可解决水处理行业中氟化物的深度去除难题，该吸附材料经反复循环再生后的相关材料结构与除氟性能均保持稳定，长期工作性能优异，且能够满足多种应用场景的氟污染治理需求。该技术落地后可使氟化物稳定降至1.0mg/L以下，开发的氟离子吸附材料生产成本较现有材料成本降低20%；形成的深度除氟集成装备占地节省20%，生产成本降低20%。可填补安徽省内新型吸附材料除氟技术的工程化应用空白。【预期目标】（1）开发低成本高效率的氟离子吸附材料；（2）开发氟离子高效处理工艺1套；（3）形成深度除氟集成装备1套。【技术指标】（1）开发的氟离子吸附材料生产成本较现有材料成本降低20%；（2）开发的氟离子高效处理工艺能够稳定地使出水氟离子浓度小于1mg/L。（3）形成的深度除氟集成装备占地节省20%，生产成本降低20%。