Fluor er mye brukt som etsemiddel i industrier som halvledere og solceller, hovedsakelig med opprinnelse fra flussyre (HF) og bufret flussyre (BHF). For mye fritt fluor er giftig for organismer og må fjernes fra industrielt avløpsvann. Ovivo, et kanadisk selskap, har utviklet en keramisk membransam-prosess for behandling av fluorid-holdig vann (spesielt HF-holdig avløpsvann). Under sure forhold (pH mindre enn eller lik 4), reagerer kalsiumkarbonat med fluoridioner i avløpsvannet for å danne kalsiumfluorid (CaF₂) partikler; disse partiklene separeres deretter fra det behandlede avløpsvannet ved keramisk membranfiltrering.
I. Eksisterende defluorideringsteknologier:
- Kalsiumfluoridutfellingsmetode (kalsittmetode/krystalliseringsmetode)
- Mest brukt: Kalkutfelling + koagulering/flokkulering + nedbørsprosess
- Alumina Adsorption, Ione Exchange
II. Ulemper med tradisjonelle prosesser:
- Det dannede CaF2 er et fint pulver som krever tilsetning av koagulanter.
- Stort system fotavtrykk.
- Høyt innhold av urenheter, noe som resulterer i lav ressursutnyttelsesverdi av CaF₂-slam.
- Høyt reagensforbruk.
Derfor er det nødvendig med en forbedret prosess som er stabil,-lav kostnad, krever mindre plass og har lavt reagens- og energiforbruk.
Kjernen i den keramiske membranen-baserte defluorideringsprosessen er å reagere kalsiumkarbonat (CaCO₃) med fluoridioner (spesielt HF) i vann under sure forhold (pH mindre enn eller lik 4) for å generere kalsiumfluorid (CaF₂)-partikler.
III. Nøkkelprinsipper
- Kalsiumkarbonatpartikler fungerer som frøkrystaller, og CaF₂ vokser på overflaten deres.
- Kalsiumkarbonatkjerner forblir inne i partiklene, og danner CaF₂-partikler med stor -diameter som lett setter seg.
- Små CaF₂-partikler som ikke vokser på frøkrystallene holdes tilbake av membranen.
- Ingen koagulanter eller flokkuleringsmidler er nødvendig.
IV. Prosessbetingelser
1.pH-kontroll
- Optimal reaksjons-pH: Mindre enn eller lik 4, fortrinnsvis Mindre enn eller lik 3,5.
- PH vil stige til svakt sur (ca. 5-7) under reaksjonen.
2. Kalsiumkarbonattilsetning
- Form: Pulver eller slurry
- Pulverpartikkelstørrelse: D90 Mindre enn eller lik 1 mm, fortrinnsvis mindre enn eller lik 0,1 mm
- Excess dosage: CaCO₃/fluorine mass ratio >2
3.Reaksjonstid
- Romtemperatur, under omrøringsforhold: 5-60 minutter, fortrinnsvis 20-40 minutter.