CN113184969A - 一种含氟废水深度处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含氟废水深度处理剂，其原料包括：纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚合铝盐、阳离子淀粉和聚乙烯比咯烷酮，按重量百分比计，各原料的占比为：纳米硅酸铁聚合物的含量为5％‑50％，双氰胺甲醛缩聚物的含量为3％‑10％，聚合铝盐的含量为10％‑50％，阳离子淀粉的含量为3％‑10％和聚乙烯比咯烷酮的含量为3％‑10％。本发明配方合理，采用纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚合铝盐、阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮进行混合复配，制备方便，够明显降低污水中氟化物的含量，使其达到任意排放标准；显著降低了投加量和处理成本，工艺改造投资规模小，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Description

一种含氟废水深度处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种含氟废水深度处理剂及其制备方法。

背景技术

氟是元素周期表中电负性、反应活性最强的元素，也正是由于氟元素的高反应活性，其在自然界中不能以单质形式存在。氟在自然界主要以无机氟(如含氟矿物、游离氟离子等)和有机氟(如氟利昂等)形式存在。在地球地质环境中，以无机氟为主要形态。

氟的自然源主要有三个，一是含氟矿物(如氟磷灰石、萤石、冰晶石等)的风化；二是火山喷发向空气中释放的含氟化氢的气体；三是海洋气溶胶，据估算每年可产生2万吨。其中，一、二来源共计产生约6-600万吨每年。

在水体中，当水体pH和硬度相对低时，无机氟元素往往以氟离子的形式存在。因此，相比于生活在硬水或海水中的水生生物，软水中的水生生物更易受到氟离子的影响。

地表水的氟离子浓度水平与地理位置以及距离排放源的距离有关，未被污染的水体浓度大致在0.01-0.3mg/L之间，海水中浓度大致在1.2-1.5mg/L之间；地热以及火山活动会增加水体中氟离子浓度(如温泉中浓度可达到25-50mg/L)。人类活动同样会增加地表水中氟离子浓度水平。如在多个国家都有案例，在靠近电解铝厂的河流中，氟离子浓度会达到当地河流氟离子本底值的近十倍；而在磷酸盐肥料厂、氟相关化工产品(如氢氟酸、氟化钠等)生产企业、砖/陶瓷/玻璃生产企业、含氟农药大量使用的农田等周围水体甚至可以达到当地本底值的百倍以上；含氟市政污水的排放会使水体氟离子浓度达到本底值的五倍以上。

水体中氟离子浓度过高，对藻类及水生植物会产生毒性；会在水生无脊椎动物以及鱼类体内不断富集，同时对水生无脊椎动物以及鱼类产生毒性作用；会对生态平衡产生影响。另外，大量氟离子会通过饮用水、食物链等过程在人体内富集，继而引发相关副作用。氟离子浓度在一定浓度以下时可有效防止蛀牙的发生，表现出有利性；而氟离子浓度超过一定浓度时就会表现出大量副作用，如骨质疏松、氟骨病、关节炎、癌症、不育症、脑损伤、阿尔茨海默症、甲状腺疾病等。

因此，2004年世界卫生组织(WHO)建议饮用水中氟离子最大浓度为1.5mg/L；我国生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)对氟离子浓度要求更加严苛，浓度必须在1mg/L以下，目前，比较有效的去除废水中氟离子的方法有离子交换法、膜法、吸附法、化学药剂法等。离子交换法适合于水量小、低浓度废水，而在处理大水量、高浓度含氟废水时，不论从处理成本及运行效率方面都不具有优势；膜法如纳滤、反渗透、电渗析等革新技术，虽然处理效果较好，但成本较高、同时需要较高的运行管理经验，运行中可能会经常出现问题，而其最大的问题是产生的浓水同样需要处理；吸附法是利用高比表面积吸附剂如活性炭、粘土等，只适用于低浓度含氟废水，对与大水量、高浓度废水同样不具有经济性和可操作性；目前，市面上的化学药剂如活性氧化铝、铝盐铁盐、硅酸水凝胶等效果都不尽如人意，投加量大的同时出水也不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氟废水深度处理剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含氟废水深度处理剂，其原料包括：纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚合铝盐、阳离子淀粉和聚乙烯比咯烷酮，按重量百分比计，各原料的占比为：纳米硅酸铁聚合物的含量为5％-50％，双氰胺甲醛缩聚物的含量为3％-10％，聚合铝盐的含量为10％-50％，阳离子淀粉的含量为3％-10％和聚乙烯比咯烷酮的含量为3％-10％。

优选的，所述所述的聚乙烯比咯烷酮的k值大于80，pH在3.0～4.0。

优选的，所述聚合铝盐为硫酸铝、聚氯化铝、聚氯化铝铁、氧化铝中的一种或多种。

一种含氟废水深度处理剂制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将纳米硅酸铁聚合物与聚合铝盐反应得到组份A；

步骤2、将双氰胺甲醛缩聚物配制成溶液，添加阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮，搅匀，得到组份B；

步骤3、将组份A与组份B进行复配得到产品。

本发明的技术效果和优点：本发明配方合理，采用纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚合铝盐、阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮进行混合复配，制备方便，利用复配药剂的协同作用，使经过深度处理后能够明显降低污水中氟化物的含量，使其达到任意排放标准；显著降低了投加量和处理成本，工艺改造投资规模小，推广应用具有良好的经济和社会效益。

具体实施方式

实施例1

一种含氟废水深度处理剂，其原料包括：纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚氯化铝、阳离子淀粉和聚乙烯比咯烷酮，按每百份计，各原料的组分为：纳米硅酸铁聚合物1～2份，双氰胺甲醛缩聚物2～3份，聚氯化铝8～12份，阳离子淀粉2～3份和聚乙烯比咯烷酮2～3份，其余为水。

上述含氟废水深度处理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将纳米硅酸铁聚合物与聚氯化铝反应得到组份A；

步骤2、将双氰胺甲醛缩聚物配制成溶液，添加阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮，搅匀，得到组份B；

步骤3、将组份A与组份B进行复配得到产品。

一种含氟废水深度处理剂在煤化工含氟废水中的深度处理中的应用，包括以下操作步骤：

A)、将配制好的含氟废水深度处理剂用水稀释至质量浓度为1％～20％的水溶液；

B)、将上述溶液加入到生化处理池出水口的含氟废水中；

C)、经机械搅拌或水力搅拌后，静置沉淀15min。

当药剂投加200ppm时，含氟废水深度处理剂能够将二沉池出水的氟化物从12mg/L降低至0.89mg/L，处理效果显著，随着含氟废水深度处理剂投加量的增加，水中氟化物的含量明显下降，达到排放的1mg/L的标准值。

实施例2

一种含氟废水深度处理剂，其原料包括：纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、硫酸铝、阳离子淀粉和聚乙烯比咯烷酮，按每百份计，各原料的组分为：纳米硅酸铁聚合物1～2份，双氰胺甲醛缩聚物1～2份，硫酸铝10～15份，阳离子淀粉1～2份和聚乙烯比咯烷酮4～6份，其余为水。

上述含氟废水深度处理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将纳米硅酸铁聚合物与硫酸铝反应得到组份A；

步骤2、将双氰胺甲醛缩聚物配制成溶液，添加阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮，搅匀，得到组份B；

步骤3、将组份A与组份B进行复配得到产品。

一种含氟废水深度处理剂在煤化工含氟废水中的深度处理中的应用，包括以下操作步骤：

A)、将配制好的含氟废水深度处理剂用水稀释至质量浓度为1％～10％的水溶液；

B)、将上述溶液加入到生化处理池出水口的含氟废水中；

C)、经机械搅拌或水力搅拌后，静置沉淀15min。

当药剂投加100ppm时，含氟废水深度处理剂能够将二沉池出水的氟化物从5mg/L降低至0.78mg/L，处理效果显著，随着含氟废水深度处理剂投加量的增加，水中氟化物的含量明显下降，达到排放的1mg/L的标准值。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种含氟废水深度处理剂，其特征在于，其原料包括：纳米硅酸铁聚合物、双氰胺甲醛缩聚物、聚合铝盐、阳离子淀粉和聚乙烯比咯烷酮，按重量百分比计，各原料的占比为：纳米硅酸铁聚合物的含量为5％-50％，双氰胺甲醛缩聚物的含量为3％-10％，聚合铝盐的含量为10％-50％，阳离子淀粉的含量为3％-10％和聚乙烯比咯烷酮的含量为3％-10％。

2.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理剂，其特征在于：所述所述的聚乙烯比咯烷酮的k值大于80，pH在3.0～4.0。

3.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理剂，其特征在于：所述聚合铝盐为硫酸铝、聚氯化铝、聚氯化铝铁、氧化铝中的一种或多种。

4.一种含氟废水深度处理剂制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、将纳米硅酸铁聚合物与聚合铝盐反应得到组份A；

步骤2、将双氰胺甲醛缩聚物配制成溶液，添加阳离子淀粉、聚乙烯比咯烷酮，搅匀，得到组份B；

步骤3、将组份A与组份B进行复配得到产品。