一种污水除氟剂以及其制备和应用方法技术

本发明专利技术公开了一种污水除氟剂，所述除氟剂包括以下重量份的原料组分：铝盐30％

【技术实现步骤摘要】
一种污水除氟剂以及其制备和应用方法


[0001]本专利技术涉及的是水处理药剂
，尤其涉及一种污水处理用除氟剂，以及该污水除氟剂的制备和应用方法。

技术介绍

[0002]氟化物是全球地下水和地表水中最常见的阴离子之一。除了镧系氟化物和碱土金属氟化物外，其他氟化物在自然界中大多稳定易溶。氟化物最主要的来源是工业生产，具有污染范围广、污染物浓度高的特点。具体而言，煤矿矿井水、煤化工行业、深井水行业、光伏行业、氟化工行业、金属冶炼行业、电镀行业、含氟矿物开采等多个行业排放大量含氟污水。饮用水中的氟化物污染对公众健康构成严重威胁。氟化物在人体内逐渐富集，对人体组织造成严重损害。首先，水中过量的氟化物会损害骨细胞、破骨细胞和成牙本质细胞。其次，氟化物会抑制人体组织的生长发育，影响正常的生理代谢。第三，氟化物使部分严重受损的组织矿化。据统计，全球有超过2亿人饮用了被氟化物污染的水，氟化物浓度高于1.5ppm（氟化物标准浓度由世界卫生组织制定）。因此，如何有效去除氟离子已成为一个日益重要的问题。
[0003]目前，人们探索了包括膜分离、离子交换、吸附和混凝沉淀等多种技术去除废水中的氟离子，这些方法中的每一种都有优点和缺点。如，离子交换法和膜分离法的成本高，需要较好的维护条件；吸附法处理量少，且需要反复再生，随着再生的次数增多，其除氟能力逐渐降低；现在很多污水采用除氟剂处理高氟废水，大部分除氟剂都是通过混凝沉淀方法达到除氟效果的，该方法具有成本低、工艺简单等特点，但是其选择性不高、出水氟离子浓度不稳定。
专利技术内容
[0004]为了解决现有技术中污水处理的药剂投加量高，处理产水中氟离子浓度不稳定等现象，本专利技术具体研发了一种生产工艺简单，对废水中氟离子的选择性好，去除率高，产水稳定合格、水处理成本低的污水深度除氟剂。
[0005]本专利技术的技术方案是提供了一种污水除氟剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：铝盐30％
‑
38％、盐酸0.2％
‑
0.7％、聚合硫酸铁2％、柠檬酸0.4％
‑
0.8％、硅酸盐0.1％
‑
0.4％，氢氧化钠0.16％
‑
0.32％，其余成分为水。
[0006]进一步地，硅酸盐包括硅酸钠和硅酸钾其中之一。
[0007]进一步地，铝盐包括聚合氯化铝或聚合硫酸铝。
[0008]本专利技术还提供了一种污水除氟剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、常温下，配制质量百分比浓度为0.5％
‑
2%的硅酸盐水溶液，用酸将硅酸盐水溶液调整为pH=1
‑
2，搅拌至溶液均匀澄清透明，得溶液A ；步骤2、常温下，将柠檬酸、盐酸、氢氧化钠溶于纯化水中，配制pH为2
‑
4的水溶液，得溶液B；
步骤3、在10
‑
25℃下，取20份溶液A和20份的溶液B加入到23份纯化水中，混合均匀，再加入铝盐，充分搅拌使其完全溶解，冷却至常温，得到溶液C；步骤4、10
‑
25℃，向溶液C中边搅拌边加入2份聚合硫酸铁，充分溶解，得到除氟药剂。
[0009]进一步地，步骤1中所述的酸是盐酸、硝酸和硫酸中的任意一种。
[0010]进一步地，步骤1中所述的搅拌包括搅拌速度为100
‑
200r/min，搅拌12
‑
24h。
[0011]进一步地，步骤3中搅拌速度为100
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200r/min，搅拌30min，冷却4
‑
6h。
[0012]进一步地，步骤3中所述的铝盐包括聚合氯化铝合、聚合硫酸铝中任意一种。
[0013]本专利技术的污水除氟剂及其使用方法，药剂中，以铝盐为主要组分，聚合硫酸铁以及硅酸盐的协同增效作用，通过协同沉淀作用共同除氟，其中铝盐水解后，在水中的存在形式较为复杂，如单独铝离子Al
3+
、聚羟阳离子[Al
13
O4(OH)
24
]7+
以及无定形的Al(OH)3矾花，可通过离子交换、电中和、吸附卷扫等作用去除水中的氟离子；氟离子亦可以与聚合硫酸铁中的Fe
3+
形成络合物夹杂在Al(OH)3中沉淀，因此聚合硫酸铁的加入，加强除氟效果，加快絮体沉降的速度；而活化后硅酸盐的引入作为除氟空间骨架，引入部分铝原子、铁原子替代硅原子形成铝硅氧四面体，形成部分硅酸铝、硅酸铁、硅酸铝铁，将F
‑
有效锁在骨架结构中，使所形成沉淀物溶度积大大减小，从而实现深度除氟，协同作用大大降低了除氟剂的投加量。
[0014]目前大部分除氟药剂加入镁、铜、钙等金属离子，水处理管道长时间运行结垢，因此需外加阻垢剂，增加了水处理成本，该方案的除氟药剂中加入pH为2
‑
4缓冲体系，一方面给药剂提供了一个稳定的环境体系，延长了其有效使用时间，且缓冲体系的加入屏蔽污水中重金属离子或阴离子对除氟的干扰性，加强除氟效果，产水稳定合格本专利技术的有益效果：（1）在待处理的含氟污水中加入所述除氟剂，搅拌均匀，待除氟剂与含氟污水充分反应后，加入1%
‑
5%阴离子絮凝剂，充分搅拌静置，得到符合环保要求的出水，阴离子絮凝剂可选用聚丙烯酰胺等。
[0015]（2）所述污水除氟剂的体系稳定、投加量少、深度除氟效果好，生产储存简易方便，成本低，降低了企业的运行成本，对废水的除氟处理具有重要的应用价值。
[0016]（3）该方案的除氟剂对废水中氟离子的选择性好，去除率高，水处理成本低，产水稳定合格。
具体实施方式
[0017]以下通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。该实施例提供了一种污水除氟剂，所述除氟剂每百份包括以下重量份的原料组分：铝盐30％
‑
38％、盐酸0.2％
‑
0.7％、聚合硫酸铁2％、柠檬酸0.4％
‑
0.8％、硅酸盐0.1％
‑
0.4％，氢氧化钠0.16％
‑
0.32％，其余成分为水；其中：硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钾 ；铝盐包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝。
[0018]配制pH=2
‑
4的缓冲溶液需要的氢氧化钠、盐酸、柠檬酸的质量比为1：（1.25
‑
2.18）：2.5。
[0019]药剂中，以铝盐为主要组分，聚合硫酸铁以及硅酸盐的协同增效作用，通过协同沉淀作用共同除氟，其中铝盐水解后，在水中的存在形式较为复杂，如单独铝离子Al
3+
、聚羟阳离子[Al
13
O4(OH)
24
]7+
以及无定形的Al（OH）3矾花，可通过离子交换、电中和、吸附卷扫等作用去除水中的氟离子；氟离子亦可以与聚合硫酸铁中的F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水除氟剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：铝盐30％
‑
38％、盐酸0.2％
‑
0.7％、聚合硫酸铁2％、柠檬酸0.4％
‑
0.8％、硅酸盐0.1％
‑
0.4％，氢氧化钠0.16％
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0.32％，其余成分为纯化水。2.根据权利要求1所述的污水除氟剂，其特征在于：硅酸盐包括硅酸钠和硅酸钾其中之一。3.根据权利要求1所述的污水除氟剂，其特征在于：铝盐包括聚合氯化铝或聚合硫酸铝。4.一种污水除氟剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、常温下，配制质量百分比浓度为0.5％
‑
2%的硅酸盐水溶液，用酸将硅酸盐水溶液调整为pH=1
‑
2，搅拌至溶液均匀澄清透明，得溶液A ；步骤2、常温下，将柠檬酸、盐酸、氢氧化钠溶于纯化水中，配制pH为2
‑
4的水溶液，得溶液B；步骤3、在10
‑
25℃下，取20份溶液A和20份的溶液B加入到23份纯化水中，混合均匀，再加入铝盐，充分搅拌使其完全溶解，冷却至常温，得到溶液C；步骤4、10
‑
25℃，向溶液C中边搅拌边加入2份聚合硫酸铁，充分溶解，得到除氟药剂。5.根据权利要求4所述的污水除氟剂的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的酸是盐酸、硝酸和硫酸中的任意一种。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾锐，丘鸿斌，李东红，袁华，
申请(专利权)人：中科润蓝环保技术北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：