CN107774228B - 一种新型高氟水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型高氟水处理工艺，先将高氟水进行常规的凝聚法沉淀后，再通过特制滤砖，即可达到去氟效果，简单高效；本发明的特制滤砖，孔径可控，既可以保证水的过滤速度，也可以对氟离子起到非常好的吸附作用，处理过程中无能耗，只需重力过滤即可，简单环保；特制滤砖在使用一段时间后，过滤速度无法满足要求时，将其替换即可；替换后的特制滤砖，可以作为观赏类植物的培养基质，氟离子可以被植物吸收，无二次污染。

Description

一种新型高氟水处理工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别地，涉及一种新型高氟水处理工艺。
背景技术
氟是人体所必须的微量元素之一，但人体日摄氟量过大时，将导致地方性氟病。长期饮用高氟水，将导致氟中毒，引发氟斑牙和氟骨病，轻则引起牙齿变质、脱落，重则造成骨质硬化或骨质疏松，甚至瘫痪，导致人丧失劳动能力。根据卫生部的调查显示，地方性氟中毒在我国分布极为广泛，绝大部分省份都有地方性氟中毒存在。因此，有效控制和去除水体中的氟是关系到环境及人类健康的重要课题。
我国地方性氟中毒主要分为三种：一种是饮水型氟中毒，这是病区分布最广、患病人数最多的一种类型，主要分布于淮河-秦岭-昆仑山以北的广大地区。第二种是燃煤污染型氟中毒，主要分布于云南、贵州、四川、湖南、湖北、广西、重庆等南方各省区。第三种是饮茶型氟中毒，分布病区较小，人数也比较少。由此可见饮水型氟中毒占很大的比例，氟中毒的分布范围和危害性都很大。目前主要降氟方法有离子交换法、吸附法、电渗析法及反渗透法等。其中吸附法是近年来水处理工艺中采用较为普遍的方法，具有使用简便、经济、稳定等特点。
吸附法中目前常用的吸附材料有活性炭、骨碳(羟基磷酸钙)及活性氧化铝等。其中活性炭具有较大的比表面积，但其孔径也比较大，氟离子进入孔穴后，很难被吸附到活性炭的孔穴中。因此活性炭对氟离子吸附量非常低，且不能再生，吸附饱和后，只能丢弃，运行成本相当高。羟基磷酸钙对氟有一定的吸附效果，但也存在不足：一是材料价格高；二是强度差，易破碎；三是运转复杂，管理难度非常高，尤其是再生时，再生液浓度控制不好，会造成材料破碎失效，这些缺点使其应用受到限制。活性氧化铝是目前世界上用得最多的一种除氟剂，我国有50％左右的除氟装置采用活性氧化铝，但经过多年实践证明，该法也存在下述几个不足，一是连续运行时间短，很容易出现假疲劳，运行4～6小时后要间断同样时间恢复疲劳；二是再生时间长，再生复杂，管理复杂。如用硫酸铝再生，再生时间需要24小时以上；如用氢氧化钠再生，虽然时间缩短，但需使用盐酸中和，另外，由于铝是溶于酸的，稍不注意铝就被酸溶解而进入水中。因此管理要求非常高，工艺繁多，不易操作；三是滤料易出现板结现象，使布水与集水不均匀，严重影响使用寿命，特别是使用一段时间后，滤料基本板结在处理罐内，不但完全失效，而且滤料和罐体形成一体无法分离，造成罐体报废。四是每次再生后吸附容量都会下降，导致其使用寿命短，一般不超过一年，总体的使用成本高。因此开发对氟离子具有良好吸附能力的水处理材料具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种处理效果好、不会造成二次污染的新型高氟水处理工艺，以解决技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种去氟效果好的滤砖的制备方法。
一种新型高氟水处理工艺，包括以下步骤：
a、将高氟水通过凝聚法去除其中的有机物、金属离子等杂质；
b、将处理后的高氟水通过特制滤砖，去除氟离子，得到处理后的水；
c、定期检测特制滤砖的过滤速度，当其过滤速度无法满足要求时，将其替换；
d、将替换后的滤砖进行粉碎，用于观赏类植物的培养基质。
优选的，所述的特制滤砖的制备方法，包括以下步骤：
A、先将石英粉碎，过筛，得到石英粉；
B、将石英粉先经过盐酸洗涤并干燥后，再经过氢氧化钠的洗涤和干燥；
C、将酸和碱洗涤后的石英粉进行1200℃高温煅烧1-2h；
D、加入硅烷偶联剂、酚醛树脂和纳米级钾长石粉，用压机压制成型；
E、烘干后，在不断通入空气的条件下，先迅速升温至800℃，然后在4-6h内逐渐升温至1300℃，继续煅烧2-3h；
F、室温冷却后，检验、包装、入库即可。
优选的，所述的石英粉的粒径为325目，即过325目筛，去筛下物。
优选的，所述的步骤D中，各成分的重量百分比为：
石英粉 60-70％
硅烷偶联剂 0.5-0.8％
纳米级钾长石粉 8-15％
酚醛树脂 余量。
本发明中，先将石英粉碎后，先后经过酸洗和碱洗的作用是去除石英粉中的杂质，降低杂质对后期煅烧时反应的影响。
本发明中步骤E的作用为：在不断通入空气的条件下，800℃开始，滤砖中的有机物开始不断分解，为了控制孔径，不可以迅速将温度升高至1300℃，而只能不断升高温度，逐渐将有机物分解，形成可控的微孔，在此过程中，石英粉和纳米级钾长石粉在硅烷偶联剂的作用下，逐渐发生反应，生成稳定的网状结构，然后在1300℃，继续煅烧2-3h，使反应结束，整个体系稳定下来，形成的滤砖内部有钾、铝、铁、钙等多种金属离子，这些离子对氟离子有非常好的吸附作用。
若滤砖孔径过大，氟离子会随着水流快速通过滤砖，吸附效果差，若孔径过小，则会影响过滤速度。
本发明的特制滤砖，孔径可控，既可以保证水的过滤速度，也可以对氟离子起到非常好的吸附作用，处理过程中无能耗，只需重力过滤即可，简单环保。
本发明具有以下有益效果：1、本发明的新型高氟水处理工艺，先将高氟水进行常规的凝聚法沉淀后，再通过特制滤砖，即可达到去氟效果，简单高效；2、本发明的特制滤砖，孔径可控，既可以保证水的过滤速度，也可以对氟离子起到非常好的吸附作用，处理过程中无能耗，只需重力过滤即可，简单环保；3、特制滤砖在使用一段时间后，过滤速度无法满足要求时，将其替换即可；4、替换后的特制滤砖，可以作为观赏类植物的培养基质，氟离子可以被植物吸收，无二次污染。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种新型高氟水处理工艺，包括以下步骤：
包括以下步骤：
a、将高氟水通过凝聚法去除其中的有机物、金属离子等杂质；
b、将处理后的高氟水通过特制滤砖，去除氟离子，得到处理后的水；
c、定期检测特制滤砖的过滤速度，当其过滤速度无法满足要求时，将其替换；
d、将替换后的滤砖进行粉碎，用于观赏类植物的培养基质。
所述的特制滤砖的制备方法，包括以下步骤：
A、先将石英粉碎，过筛，得到石英粉；
B、将石英粉先经过盐酸洗涤并干燥后，再经过氢氧化钠的洗涤和干燥；
C、将酸和碱洗涤后的石英粉进行1200℃高温煅烧1.5h；
D、加入硅烷偶联剂、酚醛树脂和纳米级钾长石粉，用压机压制成型；
E、烘干后，在不断通入空气的条件下，先迅速升温至800℃，然后在5h内逐渐升温至1300℃，继续煅烧2.5h；
F、室温冷却后，检验、包装、入库即可。
所述的石英粉的粒径为325目，即过325目筛，去筛下物。
所述的步骤D中，各成分的重量百分比为：
石英粉 60-70％
硅烷偶联剂KH550 0.7％
纳米级钾长石粉 8-15％
酚醛树脂 余量。
实施例2
一种新型高氟水处理工艺，包括以下步骤：
包括以下步骤：
a、将高氟水通过凝聚法去除其中的有机物、金属离子等杂质；
b、将处理后的高氟水通过特制滤砖，去除氟离子，得到处理后的水；
c、定期检测特制滤砖的过滤速度，当其过滤速度无法满足要求时，将其替换；
d、将替换后的滤砖进行粉碎，用于观赏类植物的培养基质。
所述的特制滤砖的制备方法，包括以下步骤：
A、先将石英粉碎，过筛，得到石英粉；
B、将石英粉先经过盐酸洗涤并干燥后，再经过氢氧化钠的洗涤和干燥；
C、将酸和碱洗涤后的石英粉进行1200℃高温煅烧2h；
D、加入硅烷偶联剂、酚醛树脂和纳米级钾长石粉，用压机压制成型；
E、烘干后，在不断通入空气的条件下，先迅速升温至800℃，然后在4h内逐渐升温至1300℃，继续煅烧3h；
F、室温冷却后，检验、包装、入库即可。
所述的石英粉的粒径为325目，即过325目筛，去筛下物。
所述的步骤D中，各成分的重量百分比为：
石英粉 60％
硅烷偶联剂KH550 0.5％
纳米级钾长石粉 15％
酚醛树脂 余量。
实施例3
一种新型高氟水处理工艺，包括以下步骤：
包括以下步骤：
a、将高氟水通过凝聚法去除其中的有机物、金属离子等杂质；
b、将处理后的高氟水通过特制滤砖，去除氟离子，得到处理后的水；
c、定期检测特制滤砖的过滤速度，当其过滤速度无法满足要求时，将其替换；
d、将替换后的滤砖进行粉碎，用于观赏类植物的培养基质。
所述的特制滤砖的制备方法，包括以下步骤：
A、先将石英粉碎，过筛，得到石英粉；
B、将石英粉先经过盐酸洗涤并干燥后，再经过氢氧化钠的洗涤和干燥；
C、将酸和碱洗涤后的石英粉进行1200℃高温煅烧1h；
D、加入硅烷偶联剂、酚醛树脂和纳米级钾长石粉，用压机压制成型；
E、烘干后，在不断通入空气的条件下，先迅速升温至800℃，然后在6h内逐渐升温至1300℃，继续煅烧2h；
F、室温冷却后，检验、包装、入库即可。
所述的石英粉的粒径为325目，即过325目筛，去筛下物。
所述的步骤D中，各成分的重量百分比为：
石英粉 70％
硅烷偶联剂KH550 0.8％
纳米级钾长石粉 8％
酚醛树脂 余量。
经检测，本发明所述的新型高氟水处理工艺，对高氟水的去除率可以达到95％以上，过滤后的水中含氟量低于2ppm。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (2)

1.一种新型高氟水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、将高氟水通过凝聚法去除其中的有机物、金属离子等杂质；
b、将处理后的高氟水通过特制滤砖，去除氟离子，得到处理后的水；
c、定期检测特制滤砖的过滤速度，当其过滤速度无法满足要求时，将其替换；
d、将替换后的滤砖进行粉碎，用于观赏类植物的培养基质；
所述的特制滤砖的制备方 法，包括以下步骤：
A、先将石英粉碎，过筛，得到石英粉；
B、将石英粉先经过盐酸洗涤并干燥后，再经过氢氧化钠的洗涤和干燥；
C、将酸和碱洗涤后的石英粉进行1200℃高温煅烧1-2h；
D、加入硅烷偶联剂、酚醛树脂和纳米级钾长石粉，用压机压制成型；
E、烘干后，在不断通入空气的条件下，先迅速升温至800℃，然后在4-6h内逐渐升温至1300℃，继续煅烧2-3h；
F、室温冷却后，检验、包装、入库即可；
所述的步骤D中，各成分的重量百分比为：
石英粉 60-70％
硅烷偶联剂 0.5-0.8％
纳米级钾长石粉 8-15％
酚醛树脂 余量。
2.如权利要求1所述的新型高氟水处理工艺，其特征在于，所述的石英粉的粒径为325目。
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