一、引言

河北作为酿酒大省，酿制产业蓬勃发展，但随之而来的酿制废水处理问题日益严峻。酿制废水中含有的氟离子，若未经有效处理直接排放，将对土壤、水体等生态环境造成严重损害，影响周边居民生活用水安全及农作物生长。因此，探寻高效可行的酿制废水除氟方法至关重要，其中除氟剂的沉淀应用凭借其操作简便、成本可控等优势成为研究热点。

二、河北地区酿制废水概况

（一）废水来源

河北酿制废水主要源于白酒、啤酒、葡萄酒等各类酒类生产过程中的浸泡、蒸煮、发酵、洗涤等环节。不同酒种生产工艺差异导致废水成分复杂多变，但均含有一定浓度的氟化物，其来源包括原料（如部分含氟水质灌溉的粮食作物）、加工助剂（如含氟的清洗剂、消毒剂偶然引入）以及生产设备腐蚀产物等。

（二）氟污染现状

经实地调研与采样分析，河北多地酿制企业废水排放中氟含量超标现象频发。长期高氟废水排放致使周边地表水氟浓度升高，影响水生生物生存繁衍；渗入地下则造成地下水氟污染，改变土壤结构与理化性质，导致农作物减产、品质下降，部分地区已出现因氟污染引发的生态环境问题，如植被破坏、土壤盐碱化加剧等，严重制约当地农业可持续发展。

三、除氟剂沉淀原理

（一）钙盐沉淀法

以氯化钙、氢氧化钙为代表的钙盐除氟剂，与废水中氟离子反应生成氟化钙沉淀。反应方程式为：Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓。该沉淀溶解度低，在适当条件下能高效去除氟离子。钙盐成本低、来源广，但反应受 pH 值影响大，需精确控制反应体系酸碱度以确保除氟效果。

（二）铝盐沉淀法

硫酸铝、聚合氯化铝等铝盐除氟剂投入废水后，水解生成氢氧化铝胶体，氟离子被吸附共沉或与之发生配位反应形成沉淀。其优势在于除氟同时对废水中悬浮物、有机物有一定去除作用，但铝盐投加量需严格控制，过量易造成水体铝残留超标，引发二次污染。

（三）稀土类除氟剂

镧、铈等稀土元素化合物作为新型除氟剂，与氟离子亲和力强，能快速形成稳定沉淀，且沉淀颗粒粗大易于分离。不过稀土成本较高，大规模应用受限，目前多用于深度除氟或高浓度氟废水预处理。

四、实验研究

（一）材料与方法

采集河北典型酿制企业废水样品，测定初始氟浓度、pH 值、水温等基础参数。选取氯化钙、聚合氯化铝作为代表除氟剂，设置不同投加量梯度，在磁力搅拌器上均匀混合，控制反应时间、转速，反应结束后静置沉淀，取上清液用氟离子选择电极法检测氟残留浓度，计算除氟率。

（二）结果与讨论

1. 投加量影响

氯化钙投加量增加，除氟率上升，当钙氟比达[X]时，除氟率超[Y]%，继续增加投加量除氟效果提升不明显且成本增加；聚合氯化铝在铝氟比[Z]时达到最佳除氟效果，过量投加出现返浑现象，影响出水水质。这表明存在最优投加量范围，需精准把控。

2. 反应条件优化

pH 值对钙盐除氟至关重要，中性偏碱性环境利于氟化钙沉淀生成，pH 值过高或过低会抑制反应进行；搅拌速度与时间影响药剂分散均匀性及反应充分性，经试验确定最佳搅拌转速为[M]r/min，反应时间为[N]min。温度升高有助于提高除氟效率，但考虑到实际工程运行成本，常温下反应更具经济性。

五、工程应用实例与效益分析

（一）应用实例

河北某大型白酒厂采用氯化钙联合聚合氯化铝复合除氟工艺处理酿制废水。先投加氯化钙调整废水 pH 至适宜范围，充分反应沉淀后，再加入聚合氯化铝进一步强化除氟并混凝沉淀杂质。运行结果显示，出水氟浓度稳定低于国家排放标准，COD、SS 等指标同步改善，处理后水质清澈，满足园区纳管或农田灌溉水质要求。

（二）效益分析

1. 环境效益：有效削减酿制废水氟排放，保护周边生态环境，降低土壤与水体氟污染风险，促进生态修复与平衡，保障区域生态安全。

2. 经济效益：合理选用除氟剂降低药剂成本，减少因氟超标导致的环保罚款风险；处理后达标废水可回用或安全排放，提高水资源利用率，间接创造经济效益。经核算，该厂废水处理成本每吨降低约[具体金额]元，实现环境与经济双赢。

六、结论与展望

（一）结论

1. 河北地区酿制废水含氟问题突出，危害生态环境，除氟剂沉淀应用是可行解决途径。

2. 不同除氟剂各有优劣，钙盐成本低但受 pH 制约，铝盐多功能但防铝超标，稀土类高效但价高。

3. 实验与工程实践表明，精准控制除氟剂投加量、优化反应条件可实现高效除氟，复合除氟工艺能提升处理效果与稳定性。

（二）展望

未来应加大对新型高效、低成本、环境友好型除氟剂研发力度，如生物基除氟材料、改性矿物材料等；结合智能化控制技术，实时监测废水水质与反应进程，精准调控除氟剂投加，提高处理效率；加强酿制行业清洁生产推广，从源头减量控氟，协同末端治理，全方位守护河北绿水青山，推动酿制产业绿色可持续发展。

综上所述，除氟剂沉淀应用在河北地区酿制废水处理中潜力巨大，持续优化工艺、创新技术将为区域环境改善与产业发展注入强劲动力。