申请日2018.12.25
公开(公告)日2019.02.22
IPC分类号C02F9/04; C02F101/14
摘要
本发明涉及一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，有效降低废水的氟含量，提高沉降效果，使含氟工业废水出水达标排放，用于水污染处理领域。本发明分别采用Ca(OH)2和CaCl2沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀，有效促进CaF2颗粒成长，强化沉淀分离;然后再经过改性PAC复合吸附絮凝剂对含氟废水进行絮凝处理，利用絮凝剂的助凝吸附作用以及离子效应，可显著提高对水中F‑的离子交换、吸附和卷扫等能力，最大限度地降低水中氟离子的浓度，确保出水达标排放，对高浓度含氟工业废水的达标排放处理具有非常实用的应用价值。
权利要求书
1.一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于：首先采用Ca(OH)2对含氟废水进行一次沉淀，再采用CaCl2沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀，最后再通过改性PAC复合吸附絮凝剂对含氟废水进行絮凝处理，实现废水的达标排放，包括如下步骤：
(1)调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量比为(1~3)：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)调节体系pH至9，按照一定质量浓度比的Ca2+/F-质量比(1.5~5.5)：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)调节体系pH至中性，在30~60℃，加入改性PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
2.根据权利要求1所述含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于步骤(1)的沉淀时间为30~60min。
3.根据权利要求1所述含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于所述的改性PAC复合吸附絮凝剂为活性炭改性的PAC、硅藻土改性的PAC、海泡石改性的PAC中的一种。
4.根据权利要求1或3所述含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于所述的改性PAC复合吸附絮凝剂的添加量为0.3~0.8g/L。
5.根据权利要求1-4任一所述含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为5.5：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在50℃下，加入0.8g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
6.根据权利要求1-4任一所述含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为3.2：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在55℃下，加入0.6g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
说明书
含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，可以有效降低废水中的氟离子含量，实现含氟工业废水达标排放，用于水污染处理领域。
背景技术
氟作为人体必需的微量元素，适量的氟有益于健康，但是随着氟化学产业的快速发展，含氟废水的排放量和含氟废渣的堆弃量逐年增多，对生态环境造成严重的污染。为了减少含氟废水污染，实现出水达标排放是目前含氟工业的处理目标，目前对此类含氟废水的处理方法主要有化学沉淀、絮凝沉淀和吸附法。
吸附法处理含氟废水，主要是利用多孔性固体相物质作为吸附剂而吸附分离污染物，这种方法仅仅适用于处理水量小、浓度低的含氟废水，并且吸附时间长。适用吸附法的过程中常常需要更换吸附载体，大大提高了处理废水以及操作的复杂性。
采用化学沉淀法来处理高浓的含氟废水，主要是因为水质有较强的酸性，可以在化学沉淀中投加石灰等沉淀剂进行中和，化学沉淀法成本低廉、操作简单、去除率高，适合处理酸性高浓度含氟废水，但是存在沉渣量大、沉降缓慢、脱水困难等不足。
混凝沉淀法是水处理中应用广泛、操作简便并处理成本较低的一种物理化学方法。通过絮凝剂水解形成具有强吸附能力的氢氧化物沉淀，这些沉淀能将溶液中的F-吸附在器表面，或者絮凝剂通过水解形成离子与F-形成络合物来实现除氟。混凝沉淀法除氟效果较好、出水稳定、且投加量少，适用于工业除氟工艺，但是相较于化学沉淀法，混凝沉淀法只适用于处理低浓度的含氟废水。
在实际的工业应用中，处理高浓度含氟废水，仅单独使用一种工艺很难达到排放标准，通过技术联用，可以有效减少处理成本，提高处理效率。本专利通过化学沉淀-絮凝沉淀法，即利用Ca2+和废水中的F-反应生成难溶的CaF2沉淀，强化沉淀分离;然后再经过改性PAC复合吸附絮凝剂对含氟废水进行絮凝处理，利用絮凝剂的助凝吸附作用以及离子效应，可显著提高对水中F-的离子交换、吸附和卷扫等能力，最大限度地降低水中氟离子的浓度，确保出水达标排放。
发明内容
针对单一除氟工艺存在沉降缓慢、脱水困难、除氟效率低、处理成本高等不足，本发明目的在于提供一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法。
本发明目的通过下述方案实现：一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，首先采用Ca(OH)2对含氟废水进行一次沉淀，再采用CaCl2沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀，最后再通过改性PAC复合吸附絮凝剂对含氟废水进行絮凝处理，得到很好的沉降效果，用于处理含氟工业废水，实现废水的达标排放，具体步骤如下：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为(1~3)：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-的质量浓度比为(1.5~5.5)：1比加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在30~60℃，加入改性PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
所述步骤(1)的沉淀时间为30~60min。
所述的改性PAC复合吸附絮凝剂为活性炭改性的PAC、硅藻土改性的PAC、海泡石改性的PAC中的一种。
在上述方案基础上，所述改性PAC复合吸附絮凝剂的添加量为0.3~0.8g/L。
具体的，本发明提供一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为5.5：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在50℃下，加入0.8g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
具体的，本发明提供一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为3.2：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在55℃下，加入0.6g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。
提出的一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，利用钙盐沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀处理，再结合絮凝剂絮凝沉降，进一步提高对含氟离子的去除效果，降低处理成本，实现含氟工业废水的达标排放，具有较大的发展潜力和应用前景。
本发明提出的一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，采用Ca(OH)2和CaCl2沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀，有效促进CaF2颗粒成长，强化沉淀分离;然后再经过改性PAC复合吸附絮凝剂的助凝吸附作用以及离子效应，显著提高对水中F-的离子交换、吸附和卷扫等能力，最大限度地降低水中氟离子的浓度，实现了含氟工业废水的达标排放。
本发明提出的改性PAC复合吸附絮凝剂，是采用多孔吸附材料作为吸附剂进行复配而成，有效提高了常规PAC絮凝剂的吸附、卷扫能力，而且调控一定絮凝反应温度，有利于絮凝剂的水解，增强分子间的碰撞概率，大大盖上了絮凝剂的絮凝沉降效果，同时所得絮凝污泥含水率低，有效减少后续处理工艺的运行负荷。
本发明提出的二级沉淀和絮凝联用工艺不仅简单可控，运行成本低，而且沉淀、吸附、混凝效果显著，有效解决了常规处理工艺处理效率低、沉渣量大、不利于后续处理的难题，对含氟工业废水的达标处理具有非常实用的价值。
具体实施方式
通过实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1：
.一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，首先采用Ca(OH)2对含氟废水进行一次沉淀，再采用CaCl2沉淀剂对含氟废水进行二次沉淀，最后再通过改性PAC复合吸附絮凝剂对含氟废水进行絮凝处理，实现废水的达标排放，按如下步骤：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.7：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.5：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在55℃下，加入0.3g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。所采用的二级沉淀和絮凝联用处理工艺，废水中F-的去除率达到92.2%。
实施例2：
一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，与实施例1近似，按如下步骤：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为5.5：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在50℃下，加入0.8g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。所采用的二级沉淀和絮凝联用处理工艺，废水中F-的去除率达到95.8%。
实施例3：
一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，与实施例1近似，按如下步骤：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为2.3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为3.2：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在55℃下，加入0.6g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。所采用的二级沉淀和絮凝联用处理工艺，废水中F-的去除率达到93.4%。
实施例4：
一种含氟废水二级沉淀和絮凝联用的处理方法，与实施例1近似，按如下步骤：
(1)首先，调节待处理的含氟工业废水的pH为11~12，按照Ca2+/F-质量浓度比为3：1加入Ca(OH)2粉末，充分搅拌沉淀一段时间;
(2)其次，再次调节体系pH至9左右，按照Ca2+/F-质量浓度比为5.5：1加入CaCl2作为沉淀剂，充分搅拌混合;
(3)最后，调节体系pH至中性，在50℃下，加入0.3g/L的活性炭改性的PAC复合吸附絮凝剂，搅拌3~5min，静置沉降后进行固液分离出水。所采用的二级沉淀和絮凝联用处理工艺，废水中F-的去除率达到91.2%。
