CN111977768A - 一种用于含氟废水处理的高效除氟剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效除氟剂的制备及其对含氟废水的处理应用，该高效除氟剂通过铝盐和二齿有机化合物加热条件下反应制备。本发明制备的高效除氟剂具有较高的比表面积。本发明制备的高效除氟剂的比表面积为500‑1500m2/g。所述的高效除氟剂能够对废水中的氟离子进行高效去除。处理含氟废水，本发明的高效除氟剂的除氟系数，仅为市售除氟剂的30％～60％，从而节省除氟药剂的使用量，降低含氟废水的处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及水处理药剂领域，特别涉及含氟污水处理的一种除氟剂的制备及其应用。
背景技术
在半导体、玻璃行业、焦化、煤化工、冶金、火力发电厂、磷化工等行业的生产过程中，常产生含有氟离子的污水。科学研究发现，氟对人体中的钙、磷具有极强的亲和力，它能破坏机体钙、磷的正常代谢，并能抑制某些酶的活性，由此会引发一系列包括：氟斑牙、氟骨症、肾脏、肝脏、大脑损害、免疫功能异常、肺水肿、肺出血、儿童智力下降等疾病。因此，有效控制和去除水体中的氟是关系到环境和人类健康的重要课题。
为了将污水中的氟离子降低到排放标准以下，需要加入除氟药剂。国内外对废水中氟化物的处理工艺主要有沉淀法(化学沉淀法、混凝沉淀法)、电絮凝法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、吸附法等。目前，市场上的最常用除氟剂是聚氯化铝和活性氧化铝，分别存在着吸附容量低和在使用过程中存在铝散失造成二次污染等不足。本发明中除氟剂制备方法简单、操作方便，所制备的除氟剂，用于脱除各种含氟废水的氟，具有除氟量大、快速高效的特点，除氟的综合成本低。
发明内容
本发明的目的是提供高效除氟剂的制备方法及其在含氟废水中的应用，以解决目前除氟剂除氟能力低造成的除氟剂加药量大的问题，使含氟污水加入高效除氟剂后的出水氟离子浓度稳定达到排放标准。
本发明涉及一种高效除氟剂，其特征在于：所述高效除氟剂通过铝盐和二齿有机化合物加热条件下反应制备。所述的高效除氟剂具有较高的比表面积。所述的高效除氟剂能够对废水中的氟离子进行高效去除。
所述的铝盐为硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、铝酸钠、氢氧化铝中的至少一种；优选的为硫酸铝、聚氯化铝、铝酸钠；尤其优选的为铝酸钠。
所述的二齿有机化合物为草酸、酒石酸、萘二甲酸、1,4-丁烷二甲酸、 1,4-丁烯二甲酸、反丁烯二酸、4-氧代吡喃-2,6-二甲酸、1,6-己烷二甲酸、琥珀酸、癸烷二甲酸、1,8-十七烷二甲酸、1,9-十七烷二甲酸、樟脑二甲酸、十七烷二甲酸、乙炔二甲酸、苯二甲酸、1,2-苯二甲酸、1,3-苯二甲酸、2,3- 吡啶二甲酸、乙炔二甲酸、联苯二甲酸中的至少一种；优选的为酒石酸、草酸、反丁烯二酸；尤其优选的为反丁烯二酸。所述的铝盐与二齿有机化合物质量比为2：1～10：1。
所述的加热条件为30-150℃，反应时间为0.5-5h。
所述的高效除氟剂的比表面积为500-1500m2/g。
所述的高效除氟剂用于污水中氟化物的去除。处理含氟废水，本发明的高效除氟剂的除氟系数，仅为市售除氟剂的30％～60％，从而节约含氟废水的运行处理成本。
本发明的有益效果在于：
1、本发明一种高效除氟剂，能快速地将氟化物浓度降低至1.0mg/L以下，对含氟废水中氟化物具有很强的去除能力。处理含氟废水，本发明的高效除氟剂的除氟系数，仅为市售除氟剂的30％～60％，从而节约含氟废水的运行处理成本。
2、本发明高效除氟剂，是通过铝盐与二齿有机化合物反应制备而成的三维网络结构化合物，比表面积为500-1500m2/g，远大于普通活性氧化铝的比表面积50-300m2/g。本发明的高效除氟剂具有很高的比表面积，从而赋予其优异的除氟性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
附图1为本发明实施例(1)制备的高效除氟剂的XRD图谱。图中2 Θ＝10，14，21，32°与JCPDS相关标准图谱中一致。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例(1)
在10L反应釜中，加入3.6kg硫酸铝，再加入1.3kg反丁烯二酸，在80℃条件下反应2h，制备高效除氟剂。高效除氟剂的比表面积采用 ASAP 2020 PLUS HD88进行测量，为1206m2/g。该高效除氟剂的XRD 图谱如附图1所示。
实施例(2)
在10L反应釜中，加入2.8kg铝酸钠，再加入0.9kg琥珀酸，在60℃条件下反应4h，制备高效除氟剂。高效除氟剂的比表面积采用ASAP 2020 PLUS HD88进行测量，为837m2/g。
实施例(3)
在10L反应釜中，加入5.2kg铝酸钠，再加入0.8kg反丁烯二酸，在50 ℃条件下反应1h，制备高效除氟剂。高效除氟剂的比表面积采用ASAP 2020 PLUS HD88进行测量，为998m2/g。
实施例(4)
取1L不同种类的含氟废水，分别1g加入实施例(1)、(2)、(3)制备的高效除氟剂，或市售除氟剂(深圳市长隆科技有限公司除氟剂(II型))，或市售活性氧化铝(中铝中州铝业有限公司，比表面积为263m2/g)，反应 15min后，取处理后氟含氟废水，用氟离子计检测氟离子浓度，用除氟系数表示除氟剂的处理效果。其中，除氟系数＝除氟剂用量浓度/(处理前氟离子浓度-处理后氟离子浓度)，根据定义，除氟系数越小，除氟效果越好。
分别对半导体含氟废水、焦化含氟废水、电厂脱硫含氟废水进行除氟处理，效果如下。
取某半导体行业含氟废水，加入除氟剂后，处理效果如表1所示。
表1、除氟剂对半导体含氟废水的除氟效果对比
取某焦化含氟废水，加入除氟剂后，处理效果如表2所示。
表2、除氟剂对焦化含氟废水的除氟效果对比
取某电厂脱硫含氟废水，加入除氟剂后，处理效果如表3所示。
表3、除氟剂对电厂脱硫含氟废水的除氟效果对比
Claims (6)
1.一种高效除氟剂，其特征在于：所述高效除氟剂通过铝盐和二齿有机化合物加热条件下反应制备，所述的高效除氟剂具有较高的比表面积，所述的高效除氟剂能够对废水中的氟离子进行高效去除。
2.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，所述的铝盐为硫酸铝、氯化铝、聚氯化铝、铝酸钠、氢氧化铝中的至少一种。
3.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，所述的二齿有机化合物为草酸、酒石酸、萘二甲酸、1,4-丁烷二甲酸、1,4-丁烯二甲酸、反丁烯二酸、4-氧代吡喃-2,6-二甲酸、1,6-己烷二甲酸、琥珀酸、癸烷二甲酸、1,8-十七烷二甲酸、1,9-十七烷二甲酸、樟脑二甲酸、十七烷二甲酸、乙炔二甲酸、苯二甲酸、1,2-苯二甲酸、1,3-苯二甲酸、2,3-吡啶二甲酸、乙炔二甲酸 、联苯二甲酸中的至少一种，所述的铝盐与二齿有机化合物质量比为2：1~10：1。
4.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，其所述的加热条件为30-150℃，反应时间为0.5-5h。
5.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，其所述的比表面积为500-1500m2/g。
6.如权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，用于含氟废水的处理，处理含氟废水，本发明的高效除氟剂的除氟系数，仅为市售除氟剂的30%~60%。
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| CN104741088A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 云南大学 | 含氟废水脱氟剂Fe-Al双金属有机骨架化合物的制备方法 |
-
2020
- 2020-09-04 CN CN202010922952.4A patent/CN111977768A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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