CN109574177A

CN109574177A - 一种高效除氟复配药剂

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Publication number: CN109574177A
Application number: CN201811634917.1A
Authority: CN
Inventors: 王恒; 杨友鑫; 康勇锋; 邵凯
Original assignee: Beijing Hold Water Purification Material Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Hold Water Purification Material Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-04-05

Abstract

本发明公开了一种高效除氟复配药剂及使用该药剂处理含氟废水的方法。所述复配药剂各组分按重量百分比为：聚合氯化铝50％‑64％，氯化镁3％‑8％，氯化钙8％‑13％，聚合氯化铝铁10％‑13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％‑2％。将上述药品复配成液体药剂，按照一定的投加比例投加在含氟废水中，通过机械搅拌，完成对氟离子的络合、凝聚、吸附作用，达到高效除氟的目的，具有投药简单、除氟率高、处理成本低、使用范围广等优点。

Description

一种高效除氟复配药剂

技术领域

本发明涉及含氟废水处理领域，特别涉及一种高效除氟的复配药剂。

背景技术

氟是人体必需的微量元素之一，微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用，成人每日氟化物的摄入量一般为1.0-1.5mg/L，过量摄入则会危害健康。我国《生活饮用水卫生标准》规定氟的最大允许浓度为1.0mg/L，据报道我国有数千万人的饮用氟超标水，许多地区氟斑牙等地方性氟中毒症状非常普遍。工业上，煤化工行业、半导体制造业、太阳能电池板行业、电镀行业、煤矿行业、氧化铝冶炼行业等排放的废水中常含有远超限值浓度的氟化物，造成环境污染，此外氟污染可以使动、植物中毒，影响农业和牧业发展。

国家、地方和相关企业也对污水排放中氟化物允许排放浓度进行了相关规定。其中，1973年颁布的《工业三废排放试行标准》(GBJ4-73)中规定，氟的无机化合物排放标准为10mg/L(以F^-计)；《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定:地表Ⅳ类、Ⅴ类水氟化物最高允许含量浓度为1.5mg/L(以F^-计)；部分行业标准或特别排放区域的排放标准中氟离子浓度应小于2mg/L。但是目前多数行业排放的含氟废水中氟含量均超过国家或地方排放标准，严重污染环境。

目前用于含氟废水治理的药剂主要包括钙盐沉淀法除氟药剂、吸附法除氟药剂、混凝法除氟药剂。钙盐沉淀法除氟药剂主要向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF₂沉淀而除去，该工艺具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水很难达标(用石灰处理后的废水中氟含量一般不会低于20～30mg/L)、泥渣沉降缓慢且脱水困难等缺点；吸附法除氟药剂主要包括活性氧化铝、骨炭、羟基磷酸钙、沸石、火山岩等，常用的活性氧化铝吸附容量低，一般仅为5-8mg/g，且易于溶出，因此吸附法需要采用高选择性、高吸附容量的吸附剂，若吸附剂吸附容量低，则需要频繁再生，尤其当原水氟浓度较高的时候，并且一般的吸附技术存在(强碱性)再生废液处置问题；混凝法除氟药剂主要包括聚合氯化铝铁、氯化铝、碱式氯化铝等无机盐类混凝剂，目前行业中处理含氟废水比较常用的是单一混凝剂，如聚合氯化铝铁，但聚合氯化铝铁的加药量过大，且处理效果欠佳，出水pH指标较低。如：公开号为CN104496063A的“一种废水除氟的方法”，但该方法存在着沉淀反应不彻底，混凝剂用量较大，以及处理氟离子浓度最高为500mg/L等不足。因单一混凝除氟药剂存在用药量大、产泥量高、效果单一且不稳定等缺点，所以目前复合混凝除氟药剂作为一种可充分发挥各个药剂特点的混凝除氟药剂，可避免单一药剂效果单一、效果不稳定等缺点，有望达到优势互补或协同，实现强化混凝，提高氟化物的去除效率而越来越受到人们的重视。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种氟化物去除率高、去除效果稳定、投药简单、投加量少的高效除氟复配药剂。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种高效除氟复配药剂，所述复配药剂由聚合氯化铝、氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵五种基础药剂通过一定配比复配而成。

各组分按下述重量配比为：聚合氯化铝50％-64％，氯化镁3％-8％，氯化钙8％-13％，聚合氯化铝铁10％-13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％-2％。

优选的一种高效除氟复配药剂，各组分按下述重量配比为：聚合氯化铝60％，氯化镁6％，氯化钙13％，聚合氯化铝铁12％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％。

其中，所述聚合氯化铝为市售工业级，形态为液态，有效物质含量以以Al₂O₃重量含量为6％-20％，以Fe重量含量为2％-8％，其盐基度为50％-83.5％。

其中，所述氯化镁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化镁重量含量为20％-90％。

其中，所述氯化钙为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化钙重量含量为30％-80％。

其中，所述聚合氯化铝铁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以三氧化二铝重量含量为10％-30％，三氧化二铁含量5-10％。

其中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为市售工业级，形态为液态，有效物质含量为50％-98％。

特别地，所述复配药剂使用时pH值的适用范围为6.2-10.0。

本发明高效除氟复配药剂采用以下步骤制成：

(1)分别将氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁固体药剂溶解成液体，质量浓度分别为5％-20％，按照聚合氯化铝50％-64％，氯化镁3％-8％，氯化钙8％-13％，聚合氯化铝铁10％-13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％-2％的比例进行复配；

(2)按照上述配比，将聚合氯化铝铁液体药剂按照复配比加入到液体聚合氯化铝中，充分搅拌使其混合，其中机械搅拌速度为200±50r/min，时间为3～4min；

(3)按照上述配比，将氯化钙液体加入到步骤(2)中机械搅拌转速为250±20r/min，搅拌时间4～6min，使其混合均匀；

(4)按照上述配比，向步骤(3)中加入氯化镁液体，机械搅拌转速为200±50r/min，时间为3～5min，使其混合均匀；

(5)按照上述配比，将聚二甲基二烯丙基氯化铵液体加入到步骤(4)中机械搅拌转速为300±50r/min，时间为5～20min，使其混合均匀调整溶液pH在3.5-5.0之间，待药剂复配完成后，将药剂通过计量泵加入到待处理的水中。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的高效除氟复配药剂，除氟效果好、效率高且稳定，兼具络合-凝聚-吸附作用，作用机制丰富；

2.本发明的高效除氟复配药剂，用量少且过程中产生的污泥量少，且污泥较易处理，综合成本低；

3.本发明的高效除氟复配药剂，使用过程中不会对管路系统造成结垢问题，使用方便，配制好后可直接投加；

4.本发明的高效除氟复配药剂常规投加，可使废水经处理后氟离子浓度≤2mg/L，低于《污水综合排放标准》(GB8978-2002)中规定的一级排放标准(10mg/L以下)；

5.本发明的除氟药剂是通过药剂与氟离子络合-凝聚-吸附的方式达到去除氟离子的目的，药剂间的协同作用生成的络合物稳定性强，后期不会造成氟离子的释放，避免了单一混凝除氟药剂后期氟离子释放的问题；

6.本发明的高效除氟复配药剂，使用过程中形成的矾花较大，沉淀性能好；

7.本发明配方所用的药剂都为安全无毒的市售工业产品，易于购买；

8.采用本发明配方制得的高效除氟复配药剂适用范围广，可广泛应用于煤化工、半导体制造业、电镀行业等含氟工业废水的处理。

具体实施方式

以下将通过实施例具体说明本发明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。

实施例1

一种高效除氟复配药剂，所述复配药剂由聚合氯化铝、氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵五种基础药剂通过一定配比复配而成。

该复配药剂由以下重量百分比的原料复配得到：聚合氯化铝64％，氯化镁4％，氯化钙13％，聚合氯化铝铁10％，聚二甲基二烯丙基氯化胺2％。

所述聚合氯化铝为市售工业级，形态为液态，有效物质含量以Al₂O₃重量含量为10％，以Fe重量含量为2％，其盐基度为80％。

所述氯化镁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化镁重量含量为79％。

所述氯化钙为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化钙重量含量为61％。

所述聚合氯化铝铁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以三氧化二铝重量含量为16.5％，三氧化二铁含量6％。

所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为市售工业级，形态为液态，有效物质含量为45％。

复配药剂使用时pH值的适用范围为6.2-10.0。

高效除氟复配药剂配制采用以下步骤制成：

(1)分别将氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁固体药剂溶解成液体，质量浓度分别为10％、8％、15％，按照聚合氯化铝64％，氯化镁4％，氯化钙13％，聚合氯化铝铁10％，聚二甲基二烯丙基氯化铵2％的比例进行复配。

(2)按照上述配比，将聚合氯化铝铁液体药剂按照复配比加入到液体聚合氯化铝中，充分搅拌使其混合，其中机械搅拌速度为200±50r/min，时间为3～4min。

(5)按照上述配比，将聚二甲基二烯丙基氯化铵液体加入到步骤(4)中机械搅拌转速为300±50r/min，时间为5～20min，使其混合均匀，调整溶液pH在4.5。

应用于某煤化工含氟废水治理，处理前后水质对比见表1。

表1某煤化工含氟废水处理前后水质对比

实施例2

该复配药剂由以下重量百分比的原料复配得到：聚合氯化铝53％，氯化镁8％，氯化钙9％，聚合氯化铝铁13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵1％。

所述聚合氯化铝为市售工业级，形态为液态，有效物质含量以Al₂O₃重量含量为12％，以Fe重量含量为3％，其盐基度为83.5％。

所述氯化镁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化镁重量含量为89％。

所述氯化钙为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化钙重量含量为75％。

所述聚合氯化铝铁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以三氧化二铝重量含量为25％、三氧化二铁5％。

所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为市售工业级，形态为液态，有效物质含量为50％。

复配药剂使用时pH值的适用范围为6.2-10.0。

高效除氟复配药剂配制采用以下步骤制成：

(1)分别将氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁固体药剂溶解成液体，质量浓度分别为10％、10％、15％，按照聚合氯化铝53％，氯化镁8％，氯化钙9％，聚合氯化铝铁13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵1％的比例进行复配；

(5)按照上述配比，将聚二甲基二烯丙基氯化铵液体加入到步骤(4)中机械搅拌转速为300±50r/min，时间为5～20min，使其混合均匀，调整溶液pH在3.5。

应用于某精细化工含氟废水治理，处理前后水质对比见表2。

表2某精细化工含氟废水处理前后水质对比

从表1、表2出水水质结果可以看出，本高效除氟复配药剂可以高效去除氟化物(以F^-计)。

采用本发明所述一种高效除氟复配药剂，可使排放废水中氟化物可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中一级标准。且本发明所述除氟复配药剂处理效果优异，结果稳定，可广泛应用于含氟工业废水的处理。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高效除氟复配药剂，其特征在于：所述复配药剂由聚合氯化铝、氯化镁、氯化钙、聚合氯化铝铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵五种基础药剂通过一定配比复配而成。

2.根据权利要求1所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述五种基础药剂按下述重量配比：聚合氯化铝50％-64％，氯化镁3％-8％，氯化钙8％-13％，聚合氯化铝铁10％-13％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％-2％。

3.根据权利要求1-2任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述复配药剂中聚合氯化铝60％，氯化镁6％，氯化钙13％，聚合氯化铝铁12％，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述聚合氯化铝为市售工业级，形态为液态，有效物质含量以Al₂O₃重量含量为6％-20％，以Fe重量含量为2％-8％，其盐基度为50％-83.5％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述氯化镁为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化镁重量含量为20％-90％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述氯化钙成分为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以氯化钙重量含量为30％-80％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述聚合氯化铝铁成分为市售工业级，形态为固态，有效物质含量以三氧化二铝重量含量为10％-30％，三氧化二铁含量5-10％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述聚二甲基二烯丙基氯化铵成分为市售工业级，形态为液态，有效物质含量为50％-98％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高效除氟复配药剂，其特征在于：所述复配药剂使用时，pH值的适用范围为6.2-10.0。

10.使用权利要求1-9任一项所述高效除氟复配药剂的配制方法，其特征在于包括如下步骤：

(4)按照上述配比，向步骤(3)中加入氯化镁液体，机械搅拌转速为(200±50)r/min，时间为3～5min，使其混合均匀；

(5)按照上述配比，将聚二甲基二烯丙基氯化铵液体加入到步骤(4)中机械搅拌转速为300±50r/min，时间为5～20min，使其混合均匀调整溶液pH在3.5-5之间，待药剂复配完成后，将药剂通过计量泵加入到待处理的水中。