CN114249405A - 一种高效除氟剂及其制备方法、使用方法 - Google Patents
一种高效除氟剂及其制备方法、使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高效除氟剂，其主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝50‑70份、聚合氯化铝10‑30份、聚合氯化铝铁6‑16份、氯化钙4‑11份、氯化铁4‑11份和絮凝剂1‑5份。并且本发明公开了所述高效除氟剂的制备方法、使用方法，本发明的高效除氟剂氟化物去除率高、生产工艺简单、成本低、去除效果稳定、投加方法简单。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体而言属于一种高效除氟剂及其制备方法。
背景技术
氟是自然环境中固有的化学物质，它普遍存在于各种介质中，比如土壤、水体、空气、植物、动物和人体内。随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，环境氟污染问题日趋严重。含氟化合物从污染源进入空气后，经过干湿沉降过程，作用于周围的环境，如(植物、土壤、水和人体等)，通过食物链和饮水过程进入人和动物体内使其受害。随着经济的不断发展，大批的炼铝厂及磷肥厂每天向空气环境排放的含氟污染物不同程度地污染着周围的环境。
到目前为止，除氟方法大致可以分为以下几类：包括钙盐沉淀、吸附、混凝法等。钙盐沉淀法除氟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。所以混凝除氟剂的开发越来越受到人们的重视，可避免药剂单一、效果不稳定等缺点，可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。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高效除氟剂，所述除氟剂具有氟化物去除率高、生产工艺简单、成本低、去除效果稳定、投加方法简单、投加量少等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明的高效除氟剂，主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝50-70 份、聚合氯化铝10-30份、聚合氯化铝铁6-16份、氯化钙4-11份、氯化铁4-11 份和絮凝剂1-5份。
优选地，本产品主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝55-65份、聚合氯化铝15-25份、聚合氯化铝铁8-14份、氯化钙5-10份、氯化铁5-10份和絮凝剂2-4份。
优选地，本产品主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝60份、聚合氯化铝20份、聚合氯化铝铁11份、氯化钙8份、氯化铁8份和絮凝剂3份。
优选地，所述絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺中的任意一种或两种的组合。
本发明还提供了一种本产品的制备方法，包括如下步骤：
将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁充分混合搅拌均匀，并研磨过80目筛；
继续加入絮凝剂混合搅拌均匀。
优选地，将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁混合搅拌的时间为2-3h，优选为2.5h。
优选地，将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁混合搅拌的时间为2-3h，优选为2.5h。
优选地，加入絮凝剂混合搅拌的速率为300-350rpm，优选为320rpm。
优选地，加入絮凝剂混合搅拌的时间为2-3h，优选为2.5h。
并且本发明还公开了所述高效除氟剂的使用方法，包括如下步骤：
将待处理废水pH调节至7.0-8.5之间；
将所述高效除氟剂溶解于水中配置成质量浓度为10-30％的溶液，加入所述待处理废水中，加入量为20g/L，以400r/min速率混合搅拌10min；
静置沉淀30min。
本发明公开的除氟剂选用钙盐、铝盐、铁盐作为除氯剂的混合原料，钙盐和铝盐、铁盐在废水中与氟离子进行化学反应，通过吸附、络合和絮凝生成沉淀。并且本发明中还添加了絮凝剂，可以有效地生成絮凝沉淀，其通过自身的吸附架桥、网捕卷扫的作用使形成的含氟固态颗粒物之间相互吸附、快速聚凝为大的絮凝体，同时利用絮凝体对氟离子产生强吸附作用实现对氟离子的协同进一步去除，通过增大絮凝体比重实现快速沉降，达到固液分离快速深度除氟的目的。并且本发明的配方中还添加了一定的铝盐，该铝盐的存在也是主要起到了吸附絮凝作用，其还可以加速配合聚集沉淀，实现游离态氟向颗粒态氟的转化。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)产生的无机污泥量很少，降低固废处理成本，因此除氟效果较好。
(2)药剂纯度高、杂质少、用量少、成本低并且使用便捷。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。
实施例1
按照如下质量份数配料：
硫酸铝60份、聚合氯化铝20份、聚合氯化铝铁11份、氯化钙8份、氯化铁8份和絮凝剂3份。
按照如下步骤制备为高效除氟剂：
将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁充分混合搅拌均匀，并研磨过80目筛；
继续加入絮凝剂混合搅拌均匀。
优选地，将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁混合搅拌的速率为320rpm，搅拌时间2.5h。
优选地，加入絮凝剂混合搅拌的速率为320rpm，搅拌时间2.5h。
使用方法为：
将待处理废水pH调节至8；
将所述高效除氟剂溶解于水中配置成质量浓度为20％的溶液，加入所述待处理废水中，加入量为20g/L，以400r/min速率混合搅拌1min、3min、5min、 10min；
静置沉降30min。
检测所述待处理废水处理之前的初始氟浓度以及分别检测加入所述高效除氟剂混合搅拌1min、3min、5min、10min后的氟浓度，并计算除氟率。
实施例2
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝50份、聚合氯化铝30份、聚合氯化铝铁6份、氯化钙11份、氯化铁4份和絮凝剂5份。
实施例3
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝70份、聚合氯化铝10份、聚合氯化铝铁16份、氯化钙4份、氯化铁11份和絮凝剂1份。
实施例4
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝55份、聚合氯化铝26份、聚合氯化铝铁8份、氯化钙5份、氯化铁5份和絮凝剂1份。
实施例5
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝65份、聚合氯化铝12份、聚合氯化铝铁10份、氯化钙5份、氯化铁5份和絮凝剂3份。
实施例6
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝60份、聚合氯化铝13份、聚合氯化铝铁9份、氯化钙8份、氯化铁8份和絮凝剂2份。
实施例7
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝55份、聚合氯化铝22份、聚合氯化铝铁9份、氯化钙5份、氯化铁7份和絮凝剂2份。
对比例1
其他操作条件与实施例1一致，只是絮凝剂添加量为8份。
对比例2
其他操作条件与实施例1一致，只是制备时，研磨目数调整为150目。
对比例3
其他操作条件与实施例1一致，只是聚合氯化铝铁添加量为20份。
对比例4
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝0份、聚合氯化铝26份、聚合氯化铝铁8份、氯化钙5份、氯化铁5份和絮凝剂1份。
对比例5
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝0份、聚合氯化铝12份、聚合氯化铝铁10份、氯化钙5份、氯化铁5份和絮凝剂3份。
对比例6
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝0份、聚合氯化铝13份、聚合氯化铝铁9份、氯化钙8份、氯化铁8份和絮凝剂2份。
对比例7
其他操作条件与实施例1一致，按照如下质量份数配料：
硫酸铝55份、聚合氯化铝0份、聚合氯化铝铁9份、氯化钙5份、氯化铁7份和絮凝剂2份。
实验数据及结果如下表1所述：
由上表可知，实施例1为最优实施例，并且实验数据中实施例1-7也表明本发明所公开的原料配比是最为科学的配比能够达到最优的除氟效率，均能达到98％以上的除氟率。从对比例1-3的数据可以看出聚合氯化铝铁、絮凝剂等原料的配比比例是不能增多的，增加了反倒会影响其他原料发挥作用进而导致整体的除氟率降低，并且对比例2的数据也表明，研磨目数变多也会导致除氟率降低，这是由于原料研磨的太细会使得原料与含氟废水反应速率更快，可能会导致反应不充分的问题，并且其也会更加充分的暴露在空气中，可能会导致某些原料更快的失去效用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高效除氟剂，其特征在于，主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝50-70份、聚合氯化铝10-30份、聚合氯化铝铁6-16份、氯化钙4-11份、氯化铁4-11份和絮凝剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝55-65份、聚合氯化铝15-25份、聚合氯化铝铁8-14份、氯化钙5-10份、氯化铁5-10份和絮凝剂2-4份。
3.根据权利要求1所述的高效除氟剂，其特征在于，主要由如下原料制得：以质量份数计，硫酸铝60份、聚合氯化铝20份、聚合氯化铝铁11份、氯化钙8份、氯化铁8份和絮凝剂3份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高效除氟剂，其特征在于，所述絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺中的任意一种或两种的组合。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高效除氟剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁充分混合搅拌均匀，并研磨过80目筛；
继续加入絮凝剂混合搅拌均匀。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁混合搅拌的速率为300-350rpm，优选为320rpm。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、氯化钙和氯化铁混合搅拌的时间为2-3h，优选为2.5h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，加入絮凝剂混合搅拌的速率为300-350rpm，优选为320rpm。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，加入絮凝剂混合搅拌的时间为2-3h，优选为2.5h。
10.根据权利要求1-3任一项所述的高效除氟剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将待处理废水pH调节至7.0-8.5之间；
将所述高效除氟剂溶解于水中配置成质量浓度为10-30％的溶液，加入所述待处理废水中，加入量为20g/L，以400r/min速率混合搅拌10min；
静置沉降30min。
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