一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒-高级氧化耦合工艺制造技术

一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒

【技术实现步骤摘要】
一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺


[0001]本专利技术属于水质净化
，特别涉及一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺。

技术介绍

[0002]在多种行业中，如焦化行业、磷化肥行业、制药行业等会向环境中排放含有多种有害物质的废弃物。以钙镁磷肥为例，当温度达到1000℃以上时氟磷酸钙便发生脱氟反应，氟以四氟化硅的形式逸出，水淬过程中部分氟化物会随着水淬时被脱出；左旋氧氟沙星是一种氟喹诺酮类抗菌药物，有多种合成工艺，可由四氟苯甲酸为起始原料直接采用化学合成法制成。在工业生产过程中这些行业会产生大量高含氟及有机质的废水，上述废水的随意排放会导致地方性氟中毒流行病，并对生态环境造成极大的危害，影响农作物的产量与品质。
[0003]现今常用的含氟及有机质废水的处理方法主要有混凝沉淀法、化学沉淀法、吸附法、离子交换法、电凝聚法和反渗透法等。就反渗透、离子交换以及电渗析而言，虽然对水体中的氟离子及有机质有着较高的去除率，但处理成本较高，因而无法被广泛使用；吸附法由于具有运行管理要求低以及简单易操作而得以广泛使用，但其同样也存在着吸附时间长、运行成本高以及安全性等问题；就化学沉淀法而言，该方法简便易行，但其除氟效能受氟化钙溶解度的限制且无法协同去除水体中共存的有机质，与此同时，其所产生的高含水率污泥也大大增加了后续的处理费用。
[0004]因此，针对废水中高浓度氟离子及有机质共存的特性，同时考虑到氟离子资源化回收利用的需求，亟需开发一种高效、低耗、短流程协同去除有机物及回收氟离子的新工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，以实现在高效降解废水中难降解有机质的同时，对废水中的氟离子进行资源化回收利用，提高废水的处理效率并降低其处理成本。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，其特征在于，包括：
[0008]向废水中投加诱晶载体、沉淀剂及氧化剂；所述沉淀剂为氯化钙；
[0009]调控水化学条件及水力参数，使得诱晶载体悬浮于核晶造粒装置的内筒中，从而诱导水体中氟离子在其表面结晶沉淀；
[0010]所述核晶造粒装置包括外筒和内筒，内筒悬空布置于外筒中，上下贯通，进水管和
加药管的出口均位于内筒的下方，外筒的顶部设置齿形溢流堰和出水管，底部设置诱晶载体排出管；
[0011]原水通过所述进水管进入所述内筒，所述沉淀剂和氧化剂通过所述加药管进入所述内筒，反应过程中，高浓氟离子与钙离子在化学键合的作用下生成氟化钙晶体附着于晶种表面，与此同时，诱晶载体表面的吸附位点对难降解有机质进行吸附，并在其表面催化位点的作用下，催化活化氧化剂产生高活性自由基，对吸附的有机质进行催化降解；随着反应进行，晶体长大形成大颗粒沉降于核晶造粒装置底部，通过诱晶载体排出管排出；处理后的水通过齿形溢流堰从出水管排出。
[0012]在一个实施例中，所述诱晶载体投加量为0.6
‑
2.2g/L，所述沉淀剂投加量为90
‑
160mg/L，所述氧化剂投加量控制在1
‑
6mmol/L。
[0013]在一个实施例中，所述诱晶载体为石榴石、方解石或萤石，所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸盐或过二硫酸盐中的一种或多种。
[0014]在一个实施例中，所述石榴石、方解石以及萤石的粒径为180
‑
250μm；所述石榴石、方解石以及萤石在使用前需用超纯水洗净并置于烘箱中烘干，烘干后对其表面进行活化。
[0015]在一个实施例中，所述调控水化学条件及水力参数包括：
[0016]控制反应体系中进水流量为15
‑
22L/h，pH为6
‑
8；
[0017]加药流量为2
‑
2.5L/h，药剂为沉淀剂与氧化剂；
[0018]通过进水与加药流量在流化速度与带出速度之间的调控，保证流体通过诱晶载体床层的速度不低于使床层出现膨胀的最低速度，即流体在床层的实际流速与诱晶载体在垂直方向上的由重力引起的沉降速度差值大于0，从而使得诱晶载体悬浮于核晶造粒装置内筒中。
[0019]在一个实施例中，所述内筒的正下方布置有布水器。
[0020]在一个实施例中，所述沉淀剂和氧化剂在一个加药筒中进行配制，且配制浓度依据加药浓度及蠕动泵的流量而综合考虑：当加药浓度变大且蠕动泵的流量不变时，应适当调高药剂配置浓度；当加药浓度变小且蠕动泵的流量不变时，应适当调低药剂配置浓度；当加药浓度不变且蠕动泵的流量变大时，应适当调低药剂配置浓度；当加药浓度不变且蠕动泵的流量变小时，应适当调高药剂配置浓度；当加药浓度不变且蠕动泵的流量变大时，应适当调低药剂配置浓度；当加药浓度不变且蠕动泵的流量变小时，应适当调高药剂配置浓度；当加药浓度变大且蠕动泵的流量变大时，应维持药剂配置浓度不变；当加药浓度变大且蠕动泵的流量变小时，应适当调高药剂配置浓度；当加药浓度变小且蠕动泵的流量变大时，应适当调低药剂配置浓度；当加药浓度变小且蠕动泵的流量变小时，应维持药剂配置浓度不变。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]1.本专利技术将核晶造粒与高级氧化工艺耦合为一体，解决了现有工艺存在的无法高效协同去除复合水体中高浓度氟离子及有机质的缺陷，在废水处理、特别是复合污染水体的处理领域具有重要的实际应用价值。
[0023]2.实验表明，使用本专利技术所述的工艺处理废水中的高浓度氟离子及有机质具有良好的效果，本专利技术的方法实现了废水中氟离子的资源化回收利用，除此之外，还能够应用于含高价离子及有机质的水体，适用范围广。
[0024]3.本专利技术操作简单、成本低、处理效率高，无二次污染且容易实现规模化应用。
附图说明
[0025]图1为核晶造粒装置结构示意图。
[0026]图2为废水中氟离子及有机质的协同去除效果。
[0027]图中，1
‑
进水管；2
‑
布水器；3
‑
加药管；4
‑
内筒；5
‑
外筒；6
‑
出水管；7
‑
齿形溢流堰；8
‑
诱晶载体排出管。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0029]本专利技术提供了一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，基于核晶造粒装置实现，装置的结构如图1所示，包括外筒5和内筒4，内筒4布置于外筒5中，并且二者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，其特征在于，包括：向废水中投加诱晶载体、沉淀剂及氧化剂；所述沉淀剂为氯化钙；调控水化学条件及水力参数，使得诱晶载体悬浮于核晶造粒装置的内筒中，从而诱导水体中氟离子在其表面结晶沉淀；所述核晶造粒装置包括外筒和内筒，内筒悬空布置于外筒中，上下贯通，进水管和加药管的出口均位于内筒的下方，外筒的顶部设置齿形溢流堰和出水管，底部设置诱晶载体排出管；原水通过所述进水管进入所述内筒，所述沉淀剂和氧化剂通过所述加药管进入所述内筒，反应过程中，高浓氟离子与钙离子在化学键合的作用下生成氟化钙晶体附着于晶种表面，与此同时，诱晶载体表面的吸附位点对难降解有机质进行吸附，并在其表面催化位点的作用下，催化活化氧化剂产生高活性自由基，对吸附的有机质进行催化降解；随着反应进行，晶体长大形成大颗粒沉降于核晶造粒装置底部，通过诱晶载体排出管排出；处理后的水通过齿形溢流堰从出水管排出。2.根据权利要求1所述用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，其特征在于，所述诱晶载体投加量为0.6
‑
2.2g/L，所述沉淀剂投加量为90
‑
160mg/L，所述氧化剂投加量控制在1
‑
6mmol/L。3.根据权利要求1所述用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，其特征在于，所述诱晶载体为石榴石、方解石或萤石，所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸盐或过二硫酸盐中的一种或多种。4.根据权利要求3所述用于协同去除废水中高浓氟离子及难降解有机质的核晶造粒
‑
高级氧化耦合工艺，其特征在于，所述石榴石、方解石以及萤石的粒径为180
‑
250μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鹏康，罗嘉豪，金鑫，王亚东，商亚博，李恪谦，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：