CN101830586A - 一种高浓度含氟工业废水的治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高浓度含氟工业废水的治理方法，属于环境保护与石油化工领域，水洗聚醚酮中氟盐废水，温度为90℃、重4.0吨/釜、浓度为6000～10000mg/L，向此水中加入质量分数为85％的CaO 91kg，壳聚糖0.21kg，木质素0.29kg，搅拌反应30分钟，加入40kg CaCl2、2kg FeCl2、2kg AlCl3及聚丙烯酰胺0.4kg，再搅拌反应30分钟，检测、放水、进沉降池沉降、检测、排放。本发明优点是：废水温度高80℃～90℃，常温处理就可达标；工艺简单，一次处理；使用设备少，只需一次沉降；时间短，出水浓度不会时好时坏，十分稳定，可以达到国标一级排放标准。
Description
技术领域
本发明属于环境保护与石油化工领域，特别涉及一种关于高浓度含氟工业废水一次性处理达到国标一级排放标准的方法。
背景技术
在聚醚酮生产过程中，含氟有机物中的F-被置换后生成无机氟盐并掺杂在产物中，然后氟盐通过水洗脱离出来，而大量含F-废水的处理成了问题。采用蒸发方式将氟盐回收是一种可行性办法。但废水量大，氟盐质量含量只有0.6-0.7％，能耗高，十分不经济。现行含氟废水处理方法通常采用电化学法、离子吸附交换法、液膜法、化学混凝沉淀法、絮凝法。但从处理工艺、设备投资、运行费用以及二次污染等方面考虑，以化学混凝沉淀法较好。采用化学混凝沉淀法，即在含氟废水中加生石灰、搅拌、絮凝沉降的方法。对质量含量为0.6％～0.7％、浓度为6000～10000mg/L的含氟废水处理达到国标排放标准10mg/L以下需要几次处理，工艺过程繁琐。特别是当F-浓度达到15～17mg/L时，降低F-浓度更难。采用加生石灰等方法主要是利用Ca2+与F-反应，生成较难溶于水的CaF2沉淀，从而排除F-对排放水的污染。但生石灰(或其他含Ca2+物)溶于水后形成Ca(OH)2，是一种乳状物(静止时间长后会沉淀)，游离的Ca2+离子相对较少，更为重要的，由于产物CaF2颗粒较细，包覆于Ca(OH)2等提供Ca2+源的微粒外部，阻止F-与Ca2+反应。尽管处理中有搅拌，但效果十分不明显。并且由于生产初期的反应中加入过量碳酸盐，导致此含氟废水中含有部分CO3 2-，对采用加Ca2+法处理F-又有十分不利的影响。因为Ca2+与CO3 2-反应生成粒度更细、包覆作用更强的CaCO3，进一步抑制了F-与Ca2+的反应，且沉淀时间长。即使加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁铝等絮凝剂一次性处理也达不到要求。
针对以上含氟废水，我们通过实验研究，并经过实际生产，得到了高浓度含氟工业废水(一般浓度在6000～10000mg/L)一次性强化处理、达到国标排放标准的治理方法。
发明内容
针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种高浓度含氟废水一次性处理并达到国标排放标准的治理方法。
本发明是这样设计的：
1、一种高浓度含氟废水的治理方法，水洗聚醚酮中氟盐生成的废水，温度为90℃、重约4.0吨/釜、浓度为6000～10000mg/L。
步骤一a.将含氟废水送入4.0吨反应釜4中，b.把质量百分数为85％的CaO 91kg，壳聚糖0.21kg，木质素0.29kg，倒入打浆池1中，c.打开釜底阀向打浆池1中放入含氟废水，d.启动打浆电机3搅拌三分种，e.然后立即启动送浆泵2，将打浆池1内浆液全部送入反应釜4中，停止送浆泵2，f.开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟；
步骤二a.在反应釜搅拌电机继续搅拌，同时向打浆池1倒入40kg CaCl2、2kgFeCl2、2kg AlCl3及0.4kg聚丙烯酰胺，b.当反应釜4停止搅拌时打开釜底阀，再一次向打浆池放入废水，放完后关闭釜底阀，c.启动打浆电机3搅拌三分种，d.启动送浆泵2把打浆池1内的混合液再一次全部打入反应釜4中，停止送浆泵2，e.第二次开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟，f.搅拌结束后检测氟离子浓度，氟离子浓度低于10mg/L达到要求，可以是浊液检测，g.然后将反应釜内水混合液放入沉降池5沉降1小时，通过出水调节阀6可放出池内废水。此时放出废水中F-浓度全部低于10mg/L，达到国标一级排放标准。此过程为化学反应沉淀-絮凝法。
另外，实际处理中，先将部分含氟水放入打浆池中打浆，部分沉淀物作为反应晶种，然后，将石灰浆泵入含氟水中搅拌、反应，处理效果比直接将CaO等投入反应釜中更好。
由于CaO溶于水后形成Ca(OH)2，游离的Ca2+离子与F-反应生成颗粒较细的CaF2沉淀。壳聚糖、木质素溶于水后分散到水溶液中，形成三维树状吸附体，具有搭桥、吸附、卷扫、加速沉降的作用。二次加入CaCl2为与F-反应生成CaF2沉淀提供更充足的Ca2+源。同时，一同加入的FeCl2、AlCl3提供了可与产物微球相吸的Fe2+、Al3+，可以进一步减少对Ca2+源吸附、加大含F-微球的粒径，加速沉降作用。聚丙烯酰胺是一种效果显著的絮凝剂，有力地促进了水中悬浮物聚集与沉降。
实验过程：反应器为玻璃三口烧瓶500ml；搅拌速度60转/min；20℃，一次处理加入介质CaO，沉降速度用量筒。生产过程：反应器工业反应釜4500L；搅拌速度60转/min；20℃，加入介质：发明物料及比例。沉降速度用自制带刻度沉降筒。
此高浓度含氟废水处理的有益效果是：(1)废水温度高，80℃～90℃(常温处理也可以达标)。(2)工艺简单，一次处理。(3)使用设备少，只需一次沉降。(4)时间短。从废水进入到可以排放，不超过2.5小时。(5)保证出水浓度低于10mg/L。只要按照本专利物料加料并按照工艺过程操作，出水浓度不会时好时坏，十分稳定。合理调配CaO、壳聚糖、木质素、CaCl2、FeCl2、AlCl3及聚丙烯酰胺的比例，按照附图工艺过程操作，浓度在6000～10000mg/L的含氟废水一次性处理可以达到国标排放标准。
附图说明
图1为本发明的废水处理工艺流程图。
图1中1为打浆池；2为送浆泵；3为打浆电机；4为反应釜；5沉降池；6出水调节阀
具体实施方式
下面根据附图详细对一种高浓度含氟工业废水的治理方法进行说明：水洗聚醚酮中氟盐生成的废水，温度为90℃、重约4.0吨/釜、浓度为6000～10000mg/L。
步骤一a.首先将含氟废水送入4.0吨反应釜4中，如图1所示，b.然后把质量百分数为85％的CaO 91kg，壳聚糖0.21kg，木质素0.29kg，倒入打浆池1中，c.打开釜底阀向打浆池1中放入含氟废水，d.启动打浆电机3搅拌三分种，e.然后立即启动送浆泵2，将打浆池1内浆液全部送入反应釜4中，停止送浆泵2，f.开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟；
步骤二a.在反应釜搅拌电机继续搅拌，同时向打浆池1倒入40kg CaCl2、2kgFeCl2、2kg AlCl3及0.4kg聚丙烯酰胺，b.当反应釜4停止搅拌时打开釜底阀，再一次向打浆池放入废水，放完后关闭釜底阀，c.启动打浆电机3搅拌三分种，d.启动送浆泵2把打浆池1内的混合液再一次全部打入反应釜4中，停止送浆泵2，e.第二次开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟，f.搅拌结束后检测氟离子浓度，氟离子浓度低于10mg/L达到要求，可以是浊液检测，g.将反应釜内水混合液放入沉降池5沉降1小时，通过出水调节阀6可放出池内废水。此时放出废水中F-浓度全部低于10mg/L，达到国标一级排放标准。此过程为化学反应沉淀-絮凝法。
另外，实际处理中，先将部分含氟水放入打浆池中打浆，部分沉淀物作为反应晶种，然后，将石灰浆泵入含氟水中搅拌、反应，处理效果比直接将CaO等投入反应釜中更好。
由于CaO溶于水后形成Ca(OH)2，游离的Ca2+离子与F-反应生成颗粒较细的CaF2沉淀。壳聚糖、木质素溶于水后分散到水溶液中，形成三维树状吸附体，具有搭桥、吸附、卷扫、加速沉降的作用。二次加入CaCl2为与F-反应生成CaF2沉淀提供更充足的Ca2+源。同时，一同加入的FeCl2、AlCl3提供了可与产物微球相吸的Fe2+、Al3+，可以进一步减少对Ca2+源吸附、加大含F-微球的粒径，加速沉降作用。聚丙烯酰胺是一种效果显著的絮凝剂，有力地促进了水中悬浮物聚集与沉降。
实验过程：反应器为玻璃三口烧瓶500ml；搅拌速度60转/min；20℃，一次处理加入介质CaO，沉降速度用量筒。生产过程：反应器工业反应釜4500L；搅拌速度60转/min；20℃，加入介质：发明物料及比例。沉降速度用自制带刻度沉降筒。
合理调配CaO、壳聚糖、木质素、CaCl2、FeCl2、AlCl3及聚丙烯酰胺的比例，按照附图工艺过程操作，浓度在6000～10000mg/L的含氟废水经一次性强化处理可以达到国标一级排放标准。
表1含氟废水实验、生产处理数据(F-浓度为mg/L)
Claims (1)
1.一种高浓度含氟工业废水的治理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一a.将含氟废水送入4.0吨反应釜(4)中，b.把质量百分数为85％的CaO 91kg，壳聚糖0.21kg，木质素0.29kg，倒入打浆池(1)中，c.打开釜底阀向打浆池(1)中放入含氟废水，d.启动打浆电机(3)搅拌三分种，e.然后立即启动送浆泵(2)，将打浆池(1)内浆液全部送入反应釜(4)中，停止送浆泵(2)，f.开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟；
步骤二a.反应釜搅拌电机继续搅拌，同时向打浆池(1)倒入40kg CaCl2、2kg FeCl2、2kg AlCl3及0.4kg聚丙烯酰胺，b.当反应釜(4)停止搅拌时打开釜底阀，再一次向打浆池放入废水，放完后关闭釜底阀，c.启动打浆电机(3)搅拌三分种，d.启动送浆泵(2)把打浆池(1)内的混合液再一次全部打入反应釜(4)中，停止送浆泵(2)，e.第二次开动反应釜搅拌电机搅拌30分钟，f.搅拌结束后检测氟离子浓度，氟离子浓度低于10mg/L达到要求，g.然后将反应釜内水混合物放入沉降池(5)沉降1小时后，全部沉降结束，治理完毕，最后可通过出水调节阀(6)放出池内废水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111005 Termination date: 20120531 |