含氟废水的处理方法及应用技术

技术编号:15495755 阅读:439 留言:0更新日期:2017-06-03 15:46
本发明专利技术公开了一种处理含氟废水的方法,包括以下步骤:向温度为40~70℃、pH为7~9的含氟废水中投加Xmol Ca(OH)

Treatment method and application of fluoride waste water

The invention discloses a method for treating wastewater containing fluorine, which comprises the following steps: to a temperature of 40 to 70 DEG C, pH 7 ~ 9 fluorine containing waste water by adding Xmol Ca (OH)

【技术实现步骤摘要】
含氟废水的处理方法及应用
本专利技术属于工业水处理领域,具体来说涉及含氟废水的处理方法及应用。
技术介绍
近年来,随着我国核工业的发展,产生的废水也逐年递增。F-是其中的主要污染物之一,在核燃料元件废水中浓度甚至高达上万毫克每升,如果得不到妥善处理,排放到环境中将产生严重的危害。针对浓度如此高的含氟废水,常用的离子交换法、膜分离法、吸附法等除氟技术难以适用,并且运行成本很高。简单高效的化学除氟法是解决问题的理想选择,最常用的化学除氟法是通过Ca2+与F-生成CaF2的方式。一般通过单独投加Ca(OH)2或CaCl2来提供Ca2+。当Ca2+浓度很多时,Ca(OH)2和CaCl2与F-的反应都呈现一级动力学。Ca(OH)2成本较低但是溶解度小,处理高氟废水时,受限于提供的Ca2+浓度出水指标不理想。CaCl2以其较高的溶解度能提供更多的Ca2+,因此更适合高氟废水的处理。但是Ca2+与F-在水溶液中生成的CaF2粒径非常细小,反应后的悬浊液沉降性能差。虽然投加混凝剂能够在一定程度上改善这一问题,但是要求非常严格的操作条件。如采用膜法分离反应后的泥水混合液,这势必会增加运行成本。鉴于此,如何经济有效地实现混合液的泥水分离,是高氟废水处理中亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种处理含氟废水的方法,该方法分两步投加Ca(OH)2和CaCl2沉淀除氟,以Ca(OH)2提供凝结核的方式促进CaF2颗粒成长,强化混合液泥水分离性能,可达到较好的沉降性和F-去除率。本专利技术的另一个目的在于提供一种高氟废水的处理方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种处理含氟废水的方法,包括以下步骤:向温度为40~70℃、pH为7~9的含氟废水中投加XmolCa(OH)2,搅拌反应至少20min;继续投加YmolCaCl2,搅拌反应至少20min;其中,X大于等于Ca2+离子理论投加量的105%,Y大于等于Ca2+离子理论投加量的95%。在上述技术方案中,所述含氟废水的温度为50~60℃。在上述技术方案中,所述Ca2+离子理论投加量为含氟废水中F-离子物质的量的0.5倍。在上述技术方案中,X为Ca2+离子理论投加量的105~115%;Y为Ca2+离子理论投加量的95%~110%。在上述技术方案中,向含氟废水投加Ca(OH)2后的搅拌反应时间为20~30min。在上述技术方案中,所述含氟废水中F-浓度大于零且小于等于10000mg/L。一种上述方法在处理含氟废水中的应用,用上述方法处理含氟废水后,静置至少30min后,上清液的F-浓度小于10mg/L;其中,当静置30min时,上清液占所述含氟废水体积的至少35%,;当静置至60min时,上清液占所述含氟废水体积的至少65%;当静置至90min时,上清液占所述含氟废水体积的至少68%;当静置至120min时,上清液占所述含氟废水体积的至少70%。在上述技术方案中,所述含氟废水的F-浓度大于零且小于等于10000mg/L。一种高氟废水的处理方法,包括以下步骤:向高氟废水中同时投加XmolCa(OH)2和YmolCaCl2,搅拌反应至少20min;其中,所述高氟废水的温度为40~70℃、pH7~9,X大于等于Ca2+离子理论投加量的105%,Y大于等于Ca2+离子理论投加量的95%,所述高氟废水的F-浓度≥5000mg/L。在上述技术方案中,X为Ca2+离子理论投加量的105~115%;Y为Ca2+离子理论投加量的95%~110%。在上述技术方案中,所述高氟废水的温度为50~60℃。在上述技术方案中,所述Ca2+离子理论投加量为所述含氟废水中F-离子物质的量的0.5倍。在上述技术方案中,所述高氟废水的F-浓度小于等于30000mg/L。在上述技术方案中,所述高氟废水的F-浓度小于等于10000mg/L。在上述技术方案中,搅拌反应20~30min。一种上述处理方法在提高F-去除率中的应用,反应结束后,静置至少30min,上清液的F-浓度小于10mg/L。相比于现有技术,本专利技术的处理含氟废水的方法反应结束后,当静置至120min时,上清液占含氟废水体积的70%,可较好的实现混合液的泥水分离。除此之外,本专利技术同时公开了一种高氟废水的处理方法,该处理方法处理F-浓度≥5000mg/L的高氟废水时,在结束反应静置30min时,上清液的F-浓度可降至10mg/L以下,符合排放标准。附图说明图1为不同氢氧化钙投量下的F-去除率;图2为不同投加顺序对混合液沉降性能的影响,其中,2(a)为一步法,2(b)为两步法;图3为原水F-浓度对除氟表现的影响(静置360min);图4为原水F-浓度对混合液沉降性能的影响(静置30min),其中,4(a)为实施例1的一步法,4(b)为实施例2的两步法。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的含氟废水的处理方法及应用进行详细说明。在本专利技术的具体实施方式中,所有药品和试剂均购买自郑州博美化玻仪器站,纯度均为分析纯。含氟废水(原水)采用人工配样,以KF提供F-,配制模拟的核工业含氟废水。根据不同阶段的需要,可灵活地调节水质成分,具体配方如表1所示。表1模拟核工业含氟废水的配方及组分F-浓度用氟离子选择电极法进行检测(国家环境保护总局.2002.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社),仪器采用PF-1(01)型选择电极和PHS-3C型pH计。为减少杂质离子对测试结果的影响,向水样中加入总离子强度缓冲溶液(TISAB)。在本专利技术的实施例中,利用TJ6型六联式搅拌机在烧杯中进行搅拌。反应后在500ml的量筒内进行水样沉淀(降)性能的测试,根据不同时间上清液柱的长度,确定上清液占含氟废水的体积。在本专利技术的技术方案中,Ca2+离子理论投加量为含氟废水中F-离子物质的量的0.5倍。下述实施例中所述含氟废水的温度均为60℃,pH均为8。对比例1——仅投加Ca(OH)2在F-浓度为10000mg/L(0.5264mol/L)的原水(含氟废水)中,分别投加不同浓度的氢氧化钙,Ca(OH)2投入的物质的量分别为Ca2+离子理论投加量的100%、105%、110%、115%和120%,在150r/min的转速下搅拌反应30min,反应结束后,把水样倒入500ml的量筒,几分钟内所有样品95%左右的颗粒物均沉入量筒的底部,静置120min,其中在静置的第30min和120min时,取沉淀后的上清液,测定其F-浓度,除氟效果如表2所示。表2不同氢氧化钙投量下的除氟效果由表2可见,当按照Ca2+离子理论投加量(100%)投加氢氧化钙粉末时,反应后,静置30min,上清液中F-浓度为5274.36mg/L,去除率还不足50%,如图1所示。沉淀120min后,上清液中的F-浓度降低为4330.82mg/L。120min的沉淀时间在实际工程中已经足够,依靠继续延长沉淀时间的手段来降低出水的F-浓度效果有限。当氢氧化钙粉末的超投量为5.0%(Ca2+离子理论投加量的105%)时,出水(上清液中)F-浓度显著下降,由沉淀47.26%和56.69%的F-去除率,分别提高到77.18%和81.26%。当氢氧化钙粉末的超投量增加为10.0%本文档来自技高网...
含氟废水的处理方法及应用

【技术保护点】
一种处理含氟废水的方法,其特征在于,包括以下步骤:向温度为40~70℃、pH为7~9的含氟废水中投加XmolCa(OH)

【技术特征摘要】
1.一种处理含氟废水的方法,其特征在于,包括以下步骤:向温度为40~70℃、pH为7~9的含氟废水中投加XmolCa(OH)2,搅拌反应至少20min;继续投加YmolCaCl2,搅拌反应至少20min;其中,X大于等于Ca2+离子理论投加量的105%,Y大于等于Ca2+离子理论投加量的95%。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含氟废水的温度为50~60℃;所述Ca2+离子理论投加量为含氟废水中F-离子物质的量的0.5倍。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,X为Ca2+离子理论投加量的105~115%;Y为Ca2+离子理论投加量的95%~110%。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,向含氟废水投加Ca(OH)2后的搅拌反应时间为20~30min。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含氟废水中F-浓度大于零且小于等于10000mg/L。6.一种如权利要求1~5任意一项所述方法在处理含氟废水中的应用,其特征在于,用上述方法处理含氟废水后,静置至少30min后,上清液的F-浓度小于10mg/L;其中,当静置30min时,上清液占所述含氟废水体积的至少35%,;当静置至60min时,...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡小锐
申请(专利权)人:郑州亦森环保科技有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1