中國(guó)環(huán)保展相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年底，我國(guó)光伏電站裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到3.72億千瓦，成為全國(guó)僅次于火電、水電的第三大電源形式。

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按照行業(yè)裝機(jī)趨勢(shì)，到今年年底，光伏發(fā)電裝機(jī)或?qū)⑼黄?億千瓦，大概率超越水電（含抽蓄）成為全國(guó)第二大電源。

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然而，光伏“狂飆”背后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，卻鮮有人提及。直至近日，央視《焦點(diǎn)訪談》的一篇名為“廢舊光伏組件流向何方”的新聞報(bào)道，才讓光伏污染第一次真正地映入大眾視野。

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圖源/央視焦點(diǎn)訪談

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如果說(shuō)以前“光伏+污水廠”模式是單向流動(dòng)式賦能，那么隨著光伏廢水問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，“光伏+污水廠”或?qū)碛胁煌x，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動(dòng)式賦能。

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焦點(diǎn)訪談：污水遍地、黑煙刺鼻...
記者暗訪調(diào)查“揭開”光伏污染冰山一角

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截至2023年4月，我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)4.4億千瓦，若以每塊光伏組件300w、體積0.066m3、重量19kg來(lái)計(jì)算，當(dāng)全部光伏電站25年運(yùn)行期滿后，將產(chǎn)生約9700萬(wàn)m3、2800萬(wàn)噸的固體廢棄物。

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那么，已經(jīng)達(dá)到使用年限的廢棄光伏組件都流向了哪里呢？這一問(wèn)題引起了焦點(diǎn)訪談欄目組的高度關(guān)注。

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圖源/央視焦點(diǎn)訪談

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焦點(diǎn)訪談?dòng)浾邅?lái)到了河南省新鄉(xiāng)市輝縣郊區(qū)的一個(gè)村子，村子里有很多靠處置廢棄組件來(lái)營(yíng)生的小工廠、小作坊。這些小工廠都是從回收商那里買來(lái)廢棄光伏組件后，進(jìn)行焚燒。

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在村里一處關(guān)著鐵門的院子里，記者看到成堆的拆解后的光伏板材，旁邊還有一個(gè)大焚燒爐正在燒東西，爐子已經(jīng)被熏黑。除了焚燒產(chǎn)生的刺鼻黑煙，記者還在院子里聞到一股難聞的氣味，鐵皮板豎起的墻里面，地上有幾個(gè)池子，正冒著白煙，地上是污水。

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圖源/央視焦點(diǎn)訪談

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據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，和其他垃圾不同，光伏組件含氟，如不進(jìn)行專業(yè)處理，有毒氣體不僅危害工作人員，還將對(duì)周圍地區(qū)土壤和地下水造成二次污染。

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此外，記者還了解到，除了回收環(huán)節(jié)的污染，光伏最主要的污染還是發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生廢水主要有：

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◎ 堿性廢水。利用氫氧化鉀溶液進(jìn)行清洗作業(yè)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生堿性廢水；用水噴淋的方式對(duì)含有氨氣的廢氣的硅烷燃燒塔予以處理，同樣也會(huì)產(chǎn)生堿性廢水。這些堿性廢水中含有氫氧化鈉、氨氮、異丙醇等，直接排放將會(huì)造成嚴(yán)重的污染。

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◎ 酸堿沖洗廢水。通常是在硅片腐蝕清洗作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生酸堿沖洗廢水，其中含有的COD、SS、酸堿類等，會(huì)污染環(huán)境。

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◎ 氫氟酸濃液。它產(chǎn)生于制絨工序和磷硅玻璃去除工序之中，其pH值在1左右。

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◎ 氫氟酸沖洗廢水。在利用HF進(jìn)行二次清洗去磷硅玻璃的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氫氟酸沖洗廢水，它的污染強(qiáng)度較大，如若與人體皮膚觸碰，會(huì)造成表皮、真皮及皮下組織壞死。

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“光伏+污水廠”是未來(lái)大趨勢(shì)
但你不知道光伏廢水有多難搞嗎？

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1、光伏廢水的特點(diǎn)

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1）污染物濃度波動(dòng)范圍大。光伏生產(chǎn)廢水廢棄物成分較多且組成成份復(fù)雜，常見(jiàn)的有切割液、乙丙醇、丙烯醇、乳酸、單晶硅粉等物質(zhì)，這些物質(zhì)通常都包含在沖洗水中，而且廢水中的這些物質(zhì)含量波動(dòng)較大。一般情況下，廢水呈酸性，pH值通常在3~6之間，COD濃度較高
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(2000~6000mg/L)，SS濃度高(200~2000mg/L)，BOD5較低(500~1500mg/L)。

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2）廢水的酸、堿性極強(qiáng)，對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性。堿性廢水，pH一般在10~14；酸性廢水，pH一般在3~6。

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3）廢水的可生化性很差。BOD5/COD通常在0.2~0.3左右，隨著廢水量波動(dòng)，甚至小于0.2。

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4）廢水排放具有時(shí)段性。隨著生產(chǎn)工藝時(shí)段的不同，污染物也出現(xiàn)較大變化，廢水量從60~250m3/h不等，高渣廢水、凈水器泥水，循環(huán)水排污水，清洗廢水都隨著生產(chǎn)量的不同產(chǎn)生不同量廢水。

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2、光伏廢水典型處理工藝

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典型光伏廢水處理流程一

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◎ 光伏廢水進(jìn)入混合調(diào)節(jié)池，在反應(yīng)池中投加聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）進(jìn)行混凝反應(yīng)后沉淀，污泥由氣動(dòng)隔膜泵送入污泥濃縮池。

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◎ 廢水經(jīng)中間水池后提升進(jìn)入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)，有機(jī)物在此被大量降解，出水經(jīng)兼氧池分解大分子有機(jī)物，再由好氧生物處理系統(tǒng)進(jìn)一步降解有機(jī)物。

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◎ 好氧池后設(shè)置二沉池，采用曝氣生物濾器進(jìn)行深度處理，污泥池中污泥進(jìn)行壓濾處理。

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典型光伏廢水處理流程二

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◎ 光伏廢水排入初沉池，加CaCl2和PAC，去除氟化物、懸浮物和固體顆粒物質(zhì)，通過(guò)自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，再自流進(jìn)入?yún)捬跖渌亍?/p>

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◎ 通過(guò)提升泵提升至水解酸化池，經(jīng)過(guò)一系列處理廢水中的大分子污染物變成小分子污染物、難降解的污染物變成易降解的污染物，有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，同時(shí)廢水的可生化性得以提高。

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◎ 水解酸化池出水自流入缺氧池，循環(huán)式活性污泥(CASS)池多余的污泥回流至缺氧池，污泥與廢水在缺氧池維持在缺氧的狀態(tài)，缺氧池出水在缺氧沉淀池泥水分離，澄清出水再自流入CASS 池。

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◎ CASS池的污泥通過(guò)回流泵與CASS進(jìn)水混合，快速降解有機(jī)物，CASS池多余的污泥回流至缺氧池。

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◎ 缺氧沉淀池沉淀的污泥在回流到水解酸化反應(yīng)器，進(jìn)行污泥減量化和消化反應(yīng)，剩余污泥再泵送至污泥濃縮池，壓濾濃縮污泥和污泥外運(yùn)。

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3、光伏廢水：分質(zhì)收集處理好，還是集中收集處理好？

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1）集中處理處理光伏廢水

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據(jù)中國(guó)環(huán)保展，由于光伏企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的污水具有污染物濃度波動(dòng)范圍大、時(shí)段性特征非常明顯，再加上其中污染物的可生化性能較差，為了解決該問(wèn)題，有些同行認(rèn)為應(yīng)該通過(guò)集中收集的方式對(duì)這些污水進(jìn)行一起處理。

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優(yōu)勢(shì)：通過(guò)集中收集，一起處理的方式，可以有效的克服企業(yè)污染物濃度波動(dòng)范圍大、存在時(shí)段性的缺陷，在操作上和管理較容易實(shí)現(xiàn)。

劣勢(shì)：由于集中收集的廢水中含各個(gè)工藝階段不同的污染物，從而使得最終處理工藝設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，污水降解處理成本較高，污水經(jīng)過(guò)處理后水質(zhì)并不是很好。

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2）分質(zhì)分類處理光伏廢水

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與集中收集處理方式不同，分質(zhì)收集處理方式是依據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)工藝部分排放廢水和排放規(guī)律的不同，有針對(duì)性的分別收集并進(jìn)行相應(yīng)處理的工藝。

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優(yōu)勢(shì)：與集中處理方式相比較，該處理方式的針對(duì)性更好，因而使得最終污水處理的效果更好。此外，該方式在各個(gè)工藝階段的污水處理工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單。

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劣勢(shì)：其在整體運(yùn)行，管理和操控所需的人員較多，特別是企業(yè)污水排放時(shí)段性的特點(diǎn)，會(huì)進(jìn)一步加大該工藝應(yīng)用的難度。

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8種光伏企業(yè)含氟廢水處理工藝對(duì)比
化學(xué)沉淀法+混凝沉淀法+吸附法效果更佳

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眾所周知，光伏企業(yè)會(huì)用到大量的氫氟酸，工業(yè)生產(chǎn)中排放的含氟廢水常含有質(zhì)量濃度為10mg/L～10000mg/L的氟化物。

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值得一提的是，由于光伏廢水中還可能還存在其他非金屬離子，因此除氟會(huì)變得更加困難（氟離子活性較強(qiáng)，本身就是工業(yè)廢水中較難去除的物質(zhì)之一）。

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一般來(lái)說(shuō)，含氟廢水處理原則是：首先從清潔生產(chǎn)角度出發(fā)，減少污染物，防止污水外排，進(jìn)而綜合回收和利用。究竟采用什么樣的方法除氟，是要根據(jù)工業(yè)廢水的水質(zhì)、水量、排放標(biāo)準(zhǔn)及處理方法的特點(diǎn)、成本和回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值等各方面綜合考慮。

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在光伏廢水處理行業(yè)中，化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法由于實(shí)用性較強(qiáng)經(jīng)常聯(lián)合使用，處理效果更佳。下面先詳細(xì)介紹這三種方法——

1、吸附除氟法

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吸附法的基本機(jī)理是離子交換或表面反應(yīng)，是一種基于接觸法的表面反應(yīng)，使用氟吸附劑的設(shè)備將含氟廢水中的氟與吸附劑中的其他離子或基團(tuán)反應(yīng)交換后留在吸附劑表面而被除去，吸附劑則通過(guò)不斷再生來(lái)恢復(fù)交換能力。

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因此，吸附法只適用于含氟量低的自來(lái)水處理或者深度除氟處理。

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2、化學(xué)沉淀除氟法

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化學(xué)沉淀法是將一定量的化學(xué)試劑投加到含氟廢水中，使其與廢水中的氟生成氟化物沉淀或者利用共沉淀吸附氟離子，然后用過(guò)濾或自然沉降等方法使沉淀物與水分離，達(dá)到除氟的目的。

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目前，沉淀法是除氟工藝中應(yīng)用最廣泛的一種方法，適用于處理質(zhì)量濃度在1000mg/L以上的含氟廢水。

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◎ 若廢水中含有比較單純的氟離子時(shí)，投加石灰，調(diào)節(jié)pH值至10～12，生成CaF2沉淀，可使含氟質(zhì)量濃度降至10mg/L~12mg/L。

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◎ 若廢水中還含有其他金屬離子（如 Mg2+、Fe3+、Al3+等），加熟石灰后，除形成CaF2沉淀外，還形成金屬氫氧化物，可使含氟質(zhì)量濃度降至8mg/L以下。

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◎ 若加石灰至pH=11～12，再加硫酸鋁或者聚合鋁鹽，使pH=6～8，則形成氫氧化鋁可使含氟質(zhì)量濃度降至5mg/L以下。

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為提高除氟效率可調(diào)節(jié)廢水的酸度及無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)助凝劑的投加量并加入過(guò)量的Ca(OH)2以達(dá)到深度除氟的目的。

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常用的沉淀劑有生石灰、熟石灰、電石渣、碳酸鈣、石粉、可溶性鈣鹽等。熟石灰和氯化鈣等鈣鹽的聯(lián)合使用，配合無(wú)機(jī)混凝劑和有機(jī)助凝劑，能更有效地降低氟離子濃度，而且熟石灰生產(chǎn)便捷，價(jià)格相對(duì)氯化鈣等鈣鹽優(yōu)惠，在處理過(guò)程中既能中和廢水酸性又能有效除氟，處理成本相對(duì)較低，是光伏企業(yè)常用的處理方法。

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3、混凝沉淀除氟法

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混凝沉淀法是利用水中的F-與Al3+、Fe3+、Mg2+等陽(yáng)離子形成絡(luò)合物沉淀而除氟的一種方法。

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所選用的混凝劑一般為聚鐵和聚鋁等無(wú)機(jī)混凝劑，也可以使用有機(jī)混凝劑，包括聚丙烯酰胺類和天然高分子化合物（如纖維素、淀粉、木質(zhì)素等聚糖類和殼聚糖類) 。不同混凝劑因其作用機(jī)理不同，降氟效果也不同。

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混凝沉淀法能夠處理含氟量在1000mg/L以上的廢水，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易。但存在后期投加藥劑量大，廢水中引入過(guò)多金屬離子和非金屬離子，不利于后段的綜合回用，且除氟效果不穩(wěn)定，產(chǎn)生較多難以處理的廢渣。

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4、電滲析除氟法

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使用電滲析法處理含氟廢水時(shí)，需要在半滲透膜的兩端建立一個(gè)直流電場(chǎng)，使帶負(fù)電的氟離子和帶正電的離子通過(guò)離子交換分別流向陽(yáng)極和陰級(jí)，從而去除廢水中的氟離子。

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這種除氟方法可應(yīng)用于飲用水的除氟，但這種方法需要先對(duì)飲用水進(jìn)行處理。因此，設(shè)備成本相對(duì)較高，還存在膜極化結(jié)垢的問(wèn)題，在處理飲用水中的氟離子時(shí)，也會(huì)去除一些對(duì)人體有益的物質(zhì)，因此電滲析法除氟在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。

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5、生化除氟法

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生化除氟法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是長(zhǎng)期馴化一些微生物，使這些微生物具有一定的降氟和除氟能力，然后將含氟廢水加入含有由這類微生物組成的生物膜反應(yīng)器中，微生物就會(huì)降解廢水中的氟離子，達(dá)到除氟目的。

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這種方法只能應(yīng)用在含氟濃度較低的工業(yè)廢水中，而不能應(yīng)用于高濃度含氟廢水中，因?yàn)槲⑸镌诟邼舛群鷱U水中降解氟的能力會(huì)受到抑制，其生長(zhǎng)也會(huì)受到影響，生物膜會(huì)脫落，不能達(dá)到除氟的目的。

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6、電凝聚除氟法

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電凝聚法處理含氟廢水時(shí)，需要對(duì)廢水進(jìn)行電解析，通過(guò)電解析可以在水中產(chǎn)生一些絮凝沉淀，這種沉淀物具有靜電吸附和離子交換的特點(diǎn)，可有效去除廢水中的氟離子。

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該方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，也不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但由于鋁鎂合金電極容易鈍化，電流無(wú)法通過(guò)，導(dǎo)致鋁鎂合金的電極不能順利析出，從而無(wú)法達(dá)到除氟的效果。

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7、反滲透除氟法

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反滲透除氟法，就是利用反滲透膜能透過(guò)水而不能透過(guò)其他溶質(zhì)的特性，然后利用足夠的壓力，可以讓含氟廢水中的水分子通過(guò)半透膜或反滲透膜分離，從而達(dá)到除氟目的。

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但是反滲透除氟法也存在局限性，由于膜的問(wèn)題，導(dǎo)致利用該方法除氟時(shí)對(duì)水質(zhì)的要求較高，且要先對(duì)進(jìn)行水預(yù)處理，進(jìn)膜前的原水水質(zhì)越好，對(duì)膜的傷害就越小，使用時(shí)間就越長(zhǎng)。

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此外，該方法對(duì)高濃度含氟廢水的處理效果較差。在利用反滲透除氟法時(shí)，如果廢水回收率太低，會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。

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8、氣浮廢水處理法

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中國(guó)環(huán)保展指出，氣浮法是通過(guò)某種方法產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣，進(jìn)行固液或液液分離。

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氣浮法除氟主要是與其它傳統(tǒng)除氟方法聯(lián)用以加強(qiáng)除氟效果。按氣泡產(chǎn)生的不同方式分為電解氣浮法、散氣氣浮法、溶氣氣浮法等。

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