CN110803829B - 一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法 - Google Patents

一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法,通过在含氟废水中加入河沙、铝酸钠碱液以及絮凝剂并结合搅拌静置的操作，化学方法以及物理方法结合，在形成氟化铝络合物的体系中解离的氟铝酸根带负电，铝酸钠碱液在中和的过程中生成氢氧化铝胶体带正电，两者带电荷相反相互吸引，氢氧化铝在沉淀过程中将氟铝络合离子吸附，氟铝络合物生成氟化铝沉淀沉降，能极大程度上降低含氟废水中氟离子的浓度，处理后氟浓度小于10mg/L，达到国家排放标准要求，且处理方法对设备要求以及操作经验要求简单，可操作性强，处理成本低且废水的处理效果佳；另外，实现了资源重利用以及资源利用的最大化，具有环保以及推广价值。

Description

一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法
技术领域
本发明涉及化工废水处理领域，具体而言，涉及一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法。
背景技术
铝型材表面处理一般采用酸法除油处理工艺，基于生产处理成本，酸法一般大都采用硫酸、磷酸、硝酸等，同时为提高处理的表面效果，大都添加氢氟酸，由此在后续的水洗都会引入氟，水洗工序的酸度达到一定值必须排放以确保水洗后的铝型材表面处理效果，排放的废水中含有酸及氟，该废水的环保处理方法通常是添加生石灰中和处理，达到中和酸和除去氟的目的，本法的缺点是产生大量的钙渣，但该钙渣属于危废品，必须经具有资质的环保公司处理，处理成本高。另外，现有技术中含氟废水的处理工艺复杂，处理工艺难以控制且处理成本高。
如专利号为CN201910487349.5公开了一种含氟废水的处理方法。通过将待处理的含氟废水调节pH至10-12，加入适量混合物，搅拌5-10min后沉淀1-2h；后加入过量氯化钙，搅拌，静置沉淀；加入适量聚合氯化铝，搅拌5-10min，固液分离得清液及沉淀物；将所述清液导入SBR反应器中进行处理，处理完成后确保出水达到排放标准。又如专利号为CN201910396649.2公开一种含氟废水深度处理方法，通过将含氟废水进入不同的反应池以及加入不同的处理剂后得到符合排放的含氟废水，但该处理方法中的步骤繁杂，需要设置多个反应池，占地大。再如专利号为PCT/CN2007/003413的专利公开了一种用石灰石处理含氟废水的方法及其装置，但会产生较多的钙渣，处理成本高。
在化工废水处理领域，特别是含氟废水处理领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。
发明内容
本发明提出了一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法以解决所述问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量18-22％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌，停止搅拌后，静置沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为29-38mg/L；
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为35-40:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌30-60min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌30-60min，形成氟化铝络合物；
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液。
可选地，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑。
可选地，所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
可选地，步骤(1)中所述搅拌的搅拌时间为3-4h。
可选地，步骤(1)所述静置的静置时间为1-5h。
可选地，步骤(1)所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸、硫酸铝、聚合硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝中一种或任意组合。
可选地，步骤(2)所述调节剂为氢氧化钠、含铝溶液、氢氧化铝、氧化铝中的一种或多种。
可选地，步骤(2)所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
可选地，步骤(3)所述速凝剂为聚丙烯酰胺。
可选地，步骤(3)中所述澄清液中氟浓度小于10mg/L。
与现有技术相比，本发明所取得的有益技术效果是：
1、本发明的含氟废水的处理方法对设备要求以及操作经验要求简单，可操作性强，处理材料成本低且废水的处理效果佳。
2、本发明的含氟废水处理方法通过化学方法以及物理方法结合，在形成氟化铝络合物的体系中解离的氟铝酸根带负电，铝酸钠碱液在中和的过程中生成氢氧化铝胶体带正电，两者带电荷相反相互吸引，氢氧化铝在沉淀过程中将氟铝络合离子吸附，氟铝络合物生成氟化铝沉淀沉降，能极大程度上降低含氟废水中氟离子的浓度，处理后氟浓度小于10mg/L，达到国家排放标准要求。
3、本发明的含氟废水处理的方法解决了以往利用石灰石或者工序复杂的处理工艺，处理成本高的问题，此外，通过形成氟化铝沉降的方式回收，有效解决了含氟废水处理效果不佳的问题。
4、本发明的含氟废水处理的方法中利用铝型材氧化表面处理的碱槽槽液，模具煲模后的碱液进行中和，实现了资源重利用以及资源利用的最大化，具有环保以及推广价值。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。
图1是本发明实施例之一中一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法的流程示意图；
图2是本发明实施例之一中一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法中杂质中氟含量的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。实施例只用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明为一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，根据附图说明所示讲述以下实施例：
实施例1：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量18％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌，停止搅拌后，静置沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为38mg/L；
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为35:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌60min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌60min，形成氟化铝络合物；
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液。
其中，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑；且所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
步骤(1)中所述搅拌的搅拌时间为4h；所述静置的静置时间为1-5h；所述废水调节剂为硫酸。
步骤(2)所述调节剂为氢氧化钠以及含铝溶液按照体积比为1:1比例混合；所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
步骤(3)所述速凝剂为聚丙烯酰胺；且所述澄清液中氟浓度小于10mg/L。
实施例2：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量22％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌4h，停止搅拌，静置1-5h后，沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为29mg/L；在本实施例中所述废水调节剂为硫酸、盐酸和硝酸按照1:2:1的比例混合。
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为40:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌60min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌30min，形成氟化铝络合物；且在本实施例中所述调节剂为氢氧化钠、含铝溶液、氢氧化铝、氧化铝的任意混合；所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液，且在本实施例中所述速凝剂为聚丙烯酰胺；所述澄清液中氟浓度小于10mg/L。
其中，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑；且所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
实施例3：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量20％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌4h，停止搅拌，静置3h后，沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为32mg/L；在本实施例中所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸任意比例混合。
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为38:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，混合后铝浓度为1g/L，启动搅拌机进行搅拌45min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌45min，形成氟化铝络合物；且在本实施例中所述调节剂为氢氧化钠、氢氧化铝、氧化铝按照1:1:1比例混合；所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，在过程废液至近似中性条件下，氟化铝络合物在水中离解的氟铝酸根带负电，废液中的铝酸钠在中和过程生成的氢氧化铝胶体带正电，两者带电荷相反发生相互吸引，氢氧化铝在沉淀过程中将氟铝络合离子吸附，氟铝络合物生成氟化铝沉淀沉降，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液，且在本实施例中所述速凝剂为聚丙烯酰胺；所述澄清液中氟浓度小于10mg/L。
其中，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑；且所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
对比例1：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量20％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌4h，停止搅拌，静置3h后，沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为32mg/L；在本实施例中所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸任意比例混合。
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为30:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌45min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌45min，形成氟化铝络合物；且在本实施例中所述调节剂为氢氧化钠、氢氧化铝、氧化铝按照1:1:1比例混合；所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液，且在本实施例中所述速凝剂为聚丙烯酰胺。
其中，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑；且所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
对比例2：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量20％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌4h，停止搅拌，静置3h后，沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为32mg/L；在本实施例中所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸任意比例混合。
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为45:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌45min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌45min，形成氟化铝络合物；且在本实施例中所述调节剂为氢氧化钠、氢氧化铝、氧化铝按照1:1:1比例混合；所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液，且在本实施例中所述速凝剂为聚丙烯酰胺。
其中，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑；且所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％。
对比例3：
一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量20％的石灰石，并启动搅拌机进行搅拌4h，停止搅拌，静置3h后，沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为32mg/L；在本实施例中所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸任意比例混合并使用氢氧化钠进行调节，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出上层液。
对实施例1-3以及对比例1-3的试验结果记录并分析如下：
Figure GDA0003372882090000081
Figure GDA0003372882090000091
由表中可知河沙中二氧化硅的含量会影响处理废水中氟含量的处理结果，在相同的处理废水中，当河沙中二氧化硅的含量比较高时，氟处理效果较显著；当处理相同的含氟废水且河沙中的二氧化硅的含量相同时，添加的铝酸钠碱液会对处理效果有影响，综上所述,本发明提供了一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法；另外，通过石灰石处理含氟废水会出现大量的钙渣，后期处理困难，且处理成本高。
综合上，本发明的含氟废水处理的方法简单容易操作，解决了以往利用石灰石或者工序复杂的处理工艺，处理成本高的问题，此外，通过形成氟化铝沉降的方式回收，有效解决了含氟废水处理效果不佳的问题。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如，已经示出了众所周知的过程，算法，和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)加入废水调节剂调节待处理的含氟废水，后加入占含氟废水总体积量18-22％的河沙，并启动搅拌机进行搅拌3-4h，停止搅拌后，静置1-5h沉降后排出上清液，且检测到所述上清液中氟浓度为29-38mg/L；
(2)按照上清液与铝酸钠碱液体积比为35-40:1的比例往排出的上清液中加入铝酸钠碱液，启动搅拌机进行搅拌30-60min，再加入调节剂进行中和，使得混合液中pH为7-8，继续搅拌30-60min，形成氟化铝络合物；
(3)称取适量的絮凝剂，并加入所述氟化铝络合物中，静置后，经过压滤机进行压渣处理，排出澄清液；
所述河沙为经过除杂处理的河沙，且所述河沙中二氧化硅中含量不低于50％；
所述铝酸钠碱液为铝型材氧化表面处理的碱槽槽液或模具煲模后的碱液。
2.根据权利要求1所述的铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中加入河沙后的反应原理为：
4H++4F_+SiO2＝2H2O+SiF4↑。
3.根据权利要求1所述的铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述废水调节剂为硫酸、盐酸、硝酸、硫酸铝、聚合硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝中一种或任意组合。
4.根据权利要求1所述的铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述调节剂为氢氧化钠、含铝溶液、氢氧化铝、氧化铝中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述絮凝剂 为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的铝型材表面处理含氟废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述澄清液中氟浓度小于10mg/L。
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