CN115745113B

CN115745113B - 一种焦化废水除氟剂及其应用

Info

Publication number: CN115745113B
Application number: CN202310012578.8A
Authority: CN
Inventors: 任少勃; 李欢欢; 未子仲; 姚立君
Original assignee: Hebei Synergy Water Treatment Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Synergy Water Treatment Technology Co ltd
Priority date: 2023-01-05
Filing date: 2023-01-05
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2043-01-05
Also published as: CN115745113A

Abstract

本发明涉及一种焦化废水除氟剂及其应用，所述除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁15%‑30%、聚合氯化铝15%‑35%、改性硅藻土6%‑20%、硫酸铝20%‑28%、乙二胺四乙酸二钠3%‑6%、粉煤灰3%‑15%、聚天冬氨酸2%‑12%。本发明的除氟剂针对焦化废水特点，在焦化废水除氟应用中，快速高效的将水中氟化物从100mg/L以上降至10mg/L以下，除氟的同时不增加水的硬度，为焦化水深度处理降低负担，该除氟剂相比较目前市售其他除氟剂具有成本低、除氟效率高、不引入钙硬等杂质的优点。

Description

一种焦化废水除氟剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种除氟剂及其应用，具体涉及一种焦化废水除氟剂及其应用。

背景技术

焦化废水是一种典型的有毒难降解有机废水，含有高浓度的酚类、苯系物、杂环化合物、多环化合物等有机污染物，并且高盐、高氨氮、高硫氰化物，属于较难处理的工业废水。焦化废水的处理一直是污水处理领域的重点、难点。在废水零排放处理过程中，焦化废水中的氟化物对反渗透膜结垢危害非常大。因此，能否高效、低成本地去除焦化废水中的氟化物对焦化废水零排放显得尤为重要。

目前市场上没有专门针对焦化废水除氟的除氟剂。由于焦化废水指标高、污染物种类复杂，焦化废水除氟使用市售常规工业废水除氟药剂除氟效果差，用药量大，且会引入钙镁等其他杂质，影响后段处理工艺。因此，亟需开发新型的焦化废水专用除氟剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦化废水除氟剂，以解决现有除氟剂用于焦化废水除氟效果差、用药量大、且会引入钙镁等杂质的问题。

本发明是这样实现的：

一种焦化废水除氟剂，按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁15%-30%、聚合氯化铝15%-35%、改性硅藻土6%-20%、硫酸铝20%-28%、乙二胺四乙酸二钠3%-6%、粉煤灰3%-15%、聚天冬氨酸2%-12%。

所述改性硅藻土的制作步骤为：

将硅藻土置于坩埚内，然后用马弗炉在450-550℃灼烧2-3h，冷却至室温，研磨，选用325目的筛网过筛。

聚合硫酸铁是一种多羟基、多核络合物无机高分子聚合物，溶于水后产生大量的聚合铁络离子，对水中悬浮物的胶体颗粒进行电性中和，同时还兼有吸附、架桥的凝聚作用，使微粒絮凝成大颗粒，加速颗粒沉降，在这个过程中将氟离子络合吸附。

聚合氯化铝溶水后生成羟基铝聚合物，在一定时间内具有稳定性而保持其原有形态，并立即吸附在颗粒物表面，以其较高的电荷及较大的分子量发挥电中和及粘结架桥作用。同时络合吸附大量的氟离子。

聚合硫酸铁和聚合氯化铝将氟离子络合后，粉煤灰和硅藻土对络合物进行吸附，改性后的硅藻土比表面积和孔容增大，对络合后的氟离子吸附能力增强。

硫酸铝中的铝离子一部分与乙二胺四乙酸二钠中的乙二胺四乙酸根络合生成络合物，这些络合物在除氟过程中作为母核可促进聚合硫酸铁和聚合氯化铝络合氟离子的络合物的凝聚，进一步加速效率和沉降速率。另一部分游离的铝离子与氟离子反应络合，同样借助母核快速凝聚沉降。

聚天冬氨酸作为绿色化学品，可与焦化废水中的杂环有机物形成较大的共聚物进而形成胶体析出，将除氟过程的干扰因素去除，进一步减少除氟剂的使用。

上述焦化废水除氟剂在焦化废水处理中的应用方法，其应用方法包括以下步骤：

S1将除氟剂溶解在去离子水中配制成质量分数为5-10wt.%的溶液。

S2将步骤S1所配制的溶液加入待处理的焦化废水中，按照每1L废水投加2-10g除氟剂的比例投加，搅拌20min，测量pH，若pH低于6，用液碱将水的pH调整到6-7；加入聚丙烯酰胺水溶液絮凝沉淀，沉淀2小时后，取上清液检测氟离子浓度。

本发明具备以下有益效果：

本发明的除氟剂是专门针对焦化废水难处理特点研发出的焦化废水专用除氟剂，比市售其他除氟剂优势在于对焦化废水除氟效率高、使用成本低，不引入钙硬等其他杂质，可将氟化物从100mg/L以上降至10mg/L以下，根据不同出水指标要求，可通过控制加药量，将氟化物稳定降至1mg/L以下。同时可去除水中色度、COD、金属离子、杂环化合物等其他污染物。

本发明的焦化废水除氟剂可有效去除焦化废水中干扰除氟剂除氟的金属离子、杂环化合物等杂质，从而提高了除氟效率，降低了药剂使用量。

本发明的除氟剂针对焦化废水含有污染物种类复杂、除氟困难的特点，在焦化废水除氟应用中针对性强，可快速高效的将水中氟化物从100mg/L以上降至10mg/L以下，除氟的同时不增加水的硬度，为焦化水深度处理降低负担，该除氟剂相比较目前市售其他除氟剂具有成本低、除氟效率高、不引入钙硬等杂质的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法，实施例中所用原料或试剂除另有说明外均为市售品，可通过商业渠道购得。

以下各实施例和对比例中，所用改性硅藻土的制作步骤均为：

实施例1

本实施例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁30%、聚合氯化铝25%、改性硅藻土15%、硫酸铝22%、乙二胺四乙酸二钠3%、粉煤灰3%、聚天冬氨酸2%。

将上述配方量的各成分均匀混合即得本发明焦化废水除氟剂。

实施例2

本实施例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁15%、聚合氯化铝35%、改性硅藻土6%、硫酸铝20%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰8%、聚天冬氨酸10%。

实施例3

本实施例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁27%、聚合氯化铝27%、改性硅藻土8%、硫酸铝24%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰3%、聚天冬氨酸5%。

实施例4

本实施例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁20%、聚合氯化铝15%、改性硅藻土9%、硫酸铝28%、乙二胺四乙酸二钠5%、粉煤灰15%、聚天冬氨酸8%。

实施例5

本实施例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁22%、聚合氯化铝15%、改性硅藻土20%、硫酸铝20%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰5%、聚天冬氨酸12%。

对比例1（未加乙二胺四乙酸二钠）

本对比例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁28%、聚合氯化铝15%、改性硅藻土20%、硫酸铝20%、粉煤灰5%、聚天冬氨酸12%。

对比例2（未加聚天冬氨酸）

本对比例除氟剂按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁30%、聚合氯化铝27%、改性硅藻土8%、硫酸铝24%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰5%。

实施例6

1.分别将实施例1-5制得的除氟剂，对比例1、2制得的除氟剂和市售工业水除氟剂a（市售工业水除氟剂a的主要成分为：聚合氯化铝，聚合硫酸铝，氢氧化钙，粉煤灰）溶解在去离子水中配制成质量分数为10wt.%的溶液。

2.取1L不同焦化厂的污水站生化二沉出水分别加入步骤1中配好的溶液，使得每升焦化废水二沉出水除氟剂加入量为5g。搅拌20min，测量pH，若pH低于6，用液碱将水的pH调整到6-7，加入聚丙烯酰胺水溶液絮凝沉淀，沉淀2小时后，取上清液检测氟离子浓度。处理效果如表1、2、3所示。

选取A焦化厂污水站生化二沉出水，加入不同种类除氟剂进行实验，实验结果如表1所示。

表1A焦化厂污水站二沉出水除氟剂除氟对比实验

选取B焦化厂污水站生化二沉出水，加入不同种类除氟剂进行实验，实验结果如表2所示。

表2B焦化厂污水处理站二沉出水除氟剂除氟对比实验

选取C焦化厂污水站生化二沉出水，加入不同种类除氟剂进行实验，实验结果如表3所示。

表3 C焦化厂污水处理站二沉出水除氟剂除氟对比实验

实施例7

1.将实施例3中制得的除氟剂与市售其他工业水除氟剂在达到相同除氟效果情况下，加药量及出水其他指标对比。

2.分别将实施例3制得的除氟剂和市售工业水除氟剂a、b、c溶解在去离子水中配制成质量分数为10wt.%的溶液。其中市售除氟剂a的主要成分为：聚合氯化铝，聚合硫酸铝，氢氧化钙，粉煤灰；市售除氟剂b的主要成分为：氯化钙，聚合氯化铝，锌盐，活性氧化铝；市售除氟剂c的主要成分为：硫酸铝，聚合硫酸铁，琥珀酸，氯化钙。

3.取1L D焦化厂的污水站生化二沉出水分别加入步骤2中配好的溶液，使得出水氟化物在1mg/L以下，记录加药量。搅拌20min，测量pH，若pH低于6，用液碱将水的pH调整到6-7，加入聚丙烯酰胺水溶液絮凝沉淀，沉淀2小时后，取上清液检测氟离子浓度。处理效果如表4所示。

选取D焦化厂污水站生化二沉出水加入不同种类除氟剂进行实验，实验结果如表4所示。

表 4 D焦化厂污水站二沉出水除氟剂除氟对比实验

上表数据看出，将氟离子降低到1mg/L以下时，实施例3制备的除氟剂相对于其他市售工业除氟剂，不增加钙硬和总硬度，在除氟的同时还能明显降低水中的COD，加药量也较其他三种市售除氟剂少。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种焦化废水除氟剂，其特征在于：按照以下质量分数的成分组成：聚合硫酸铁15%-30%、聚合氯化铝15%-35%、改性硅藻土6%-20%、硫酸铝20%-28%、乙二胺四乙酸二钠3%-6%、粉煤灰3%-15%、聚天冬氨酸2%-12%。

2.根据权利要求1所述的焦化废水除氟剂，其特征在于，所述改性硅藻土的制作步骤为：

3.根据权利要求1所述的焦化废水除氟剂，其特征在于，聚合硫酸铁27%、聚合氯化铝27%、改性硅藻土8%、硫酸铝24%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰3%、聚天冬氨酸5%。

4.根据权利要求1所述的焦化废水除氟剂，其特征在于，聚合硫酸铁30%、聚合氯化铝25%、改性硅藻土15%、硫酸铝22%、乙二胺四乙酸二钠3%、粉煤灰3%、聚天冬氨酸2%。

5.根据权利要求1所述的焦化废水除氟剂，其特征在于，聚合硫酸铁15%、聚合氯化铝35%、改性硅藻土6%、硫酸铝20%、乙二胺四乙酸二钠6%、粉煤灰8%、聚天冬氨酸10%。

6.权利要求1-5任一项所述焦化废水除氟剂在焦化废水处理中的应用，其特征在于：包括如下步骤：

S1将所述焦化废水除氟剂溶解在水中配制成质量分数为5-10wt.%的溶液；

S2将步骤S1所配制的溶液加入待处理的焦化废水中，按照每1L废水投加2-10g除氟剂的比例投加；搅拌，加入聚丙烯酰胺水溶液絮凝沉淀。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述步骤S2中，搅拌20min，测量pH，若pH低于6，用液碱将水的pH调整到6-7；沉淀时间为2h以上。