无机-有机复合协同除浊除氟剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种无机

【技术实现步骤摘要】
无机
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有机复合协同除浊除氟剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体而言，涉及一种无机
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有机复合协同除浊除氟剂、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着消费水平的提高和生活节奏的加快，自热食品由于其方便快捷的特性而受到人们的关注，2022年销量预计过4亿盒，并仍在持续增长中。以最常见的发热包规格进行计算，使用后废弃的发热包约为140g，则产生的废弃发热包垃圾可达到5万吨。自热食品的火爆离不开食品自加热技术的发展，自加热技术主要有生石灰型、铝水型等。生石灰型通过CaO与H2O反应生成Ca(OH)2过程中释放大量热量来加热食品；铝水型则是通过铝粉在碱性水溶液中反应生成偏铝酸钠，并持续释放大量热量从而加热食品。根据不同的放热原理，自热食品发热包中的发热剂有钙基发热剂、铝基发热剂、镁基发热剂等。目前市场上所用的自热食品发热包通常并不是单一原理的放热反应，常见的是由生石灰型、铝水型两种及以上的组分组成。如此巨大的自热包使用量带来了处理处置及生态环境问题。废弃的发热包中主要成分为钙盐、铝盐、铁盐、硅藻土、镁盐等，根据除浊和除氟机理，非常适合处理高浊含氟废水。然而，对于废弃的发热包中有效成分的资源化利用还远远不足。
[0003]沙蒿是一种良好的野生固沙植物，在我国西北部地区广泛分布。据调研，西北沙漠地区沙蒿分布面积达37500万亩，估计沙漠种籽蕴藏量达50万吨以上，资源非常丰富。然而其种子——沙蒿籽仅有极少的部分作为饲料和食品增稠剂为人类所用，绝大部分都没有得到有效利用。
[0004]在另一方面，据统计，2021年全国煤炭产量为40.7亿吨，全国矿井水吨煤平均涌水量约为2立方米，仅2021年全国矿井水涌水量超过80亿立方米。煤矿矿井水作为一种重要的非常规水资源，国家推进矿井水资源化综合利用，要求矿区的补充用水、工业生产用水、生态环境用水等优先使用煤矿矿井水。我国大部分的煤矿矿井水中都具有悬浮物高的特点，矿井水中的悬浮物主要是煤炭在开采过程中产生的煤粉、岩粉以及其他细颗粒物质。基于此，有必要提供一种能高效进行矿井水除浊的除浊剂。
[0005]由于氟是地球上分布最广的元素之一，化学性质非常活泼，几乎能与所有的元素相互作用，这就导致在我国西部煤矿区的矿井水以及煤炭利用、加工过程产生的废水中均含有一定浓度的氟离子。工业生产排放和土壤氟高背景值导致我国部分地区氟污染严重，过度和不达标排放也使得地下水氟污染日益严重。废水中氟含量过高不仅会腐蚀设备，加快设备折旧率，增加企业经济负担，还会严重污染生态环境，造成不良影响。我国《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水体中要求氟离子浓度小于1mg/L。矿井水的常规除浊处理过程需消耗大量的常规混凝药剂如聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)，处理成本高，且PAC、PAM分别配制、分别投加，导致现场加药设备多，操作复杂。
[0006]目前含氟废水常用的处理方法包括化学沉淀法、混凝法、吸附法。化学沉淀法通常使用钙盐作为沉淀剂，形成氟化钙沉淀去除氟离子，但该方法通常投加超量的钙盐，导致氟
化钙难以快速沉淀，使出水很难达到各行业限值要求，仅适用于高浓度含氟废水的前段处理。混凝法是利用铝盐、铁盐水解形成的聚合物通过吸附作用和离子交换将氟离子去除，但该方法氟去除效率低，只适用于低浓度含氟废水的处理。吸附法主要是利用吸附剂通过物理、化学吸附作用将氟离子吸附在多孔材料中从而降低水中氟离子浓度，但吸附材料在使用过程中存在吸附容量有限、吸附剂再生困难、再生液二次污染等问题。相对以上的除氟方法，药剂除氟方法具有反应快、操作简单、占地面积小等优点。
[0007]但是，我国目前常用的除氟药剂大多为单种金属盐类，其作用机制单一、效率偏低。因此，开展高效除氟剂的研制，寻求高效而经济的除氟方法，切实解决我国大量含氟工业废水处理问题势在必行。
[0008]综上，有必要提供一种能够发挥多种机制、高效除浊除氟的药剂；同时，也有必要提供一种废弃自热食品发热包、沙蒿籽的资源化利用方法。
[0009]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的主要目的在于提供一种无机
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有机复合协同除浊除氟剂、其制备方法及应用，以解决现有技术中高浊含氟矿井水除氟、除浊效率不高、矿井水资源、自热食品发热包以及沙蒿籽资源未得到充分利用的问题。
[0011]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其包括：S1，将自热食品发热包中的发热剂与水混合，得到第一浆料，调节第一混合浆料的pH为6.0～7.0，得到反应后浆料；其次，静置分层，取上层溶液得到第一溶液；在发热剂中，钙的重量百分含量为10～20％，铝的重量百分含量为10～45％；S2，将沙蒿籽粉与水混合并进行加热处理，得到第二浆料，过滤第二浆料，得到沙蒿籽水浸液；S3，将沙蒿籽水浸液与第一溶液混合，得到无机
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有机复合协同除浊除氟剂。
[0012]进一步地，沙蒿籽水浸液与第一溶液的重量比为1:(100～300)。
[0013]进一步地，步骤S1中，发热剂与水的重量比为1:(1～10)。
[0014]进一步地，步骤S2中，沙蒿籽与水的重量比为1:(100～500)。
[0015]进一步地，沙蒿籽水浸液的重量浓度为1～5g/L。
[0016]进一步地，步骤S2中，加热处理的温度为50～80℃，时间为10～30min；优选加热处理在搅拌的条件下进行，更优选搅拌的速率为500～800r/min。
[0017]进一步地，沙蒿籽粉由沙蒿籽依次经过风干、除杂、粉碎、过200目筛得到。
[0018]进一步地，步骤S3中，将沙蒿籽水浸液与第一溶液在搅拌的条件下混合，搅拌的速率为120～200r/min，搅拌的时间为10～15min。
[0019]根据本专利技术的另一方面，提供了一种无机
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有机复合协同除浊除氟剂，其根据上述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法得到。
[0020]根据本专利技术的另一方面，提供了一种高浊含氟矿业废水的处理方法，高浊含氟矿业废水的悬浮物浓度SS为100～4000mg/L，初始浊度为300～1000NTU、悬浮物粒度为1～100μm，初始氟离子浓度为1～10mg/L，pH为3～11，其应用上述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂对高浊含氟矿业废水进行处理，其中处理后的出水浊度为6～9NTU，氟离子浓度小于1mg/L。
[0021]进一步地，处理方法包括：向高浊含氟矿业废水中投放无机
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有机复合协同除浊除氟剂、搅拌、静置；优选地，无机
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有机复合协同除浊除氟剂在高浊含氟矿业废水中的投放量为100～900mg/L；优选地，搅拌包括依次进行的第一搅拌和第二搅拌；其中，第一搅拌的搅拌速度为100～200r/min，搅拌时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，包括：S1，将自热食品发热包中的发热剂与水混合，得到第一浆料，调节所述第一浆料的pH为6.0～7.0，得到反应后浆料；其次，静置分层，取上层溶液得到第一溶液；在所述发热剂中，钙的重量百分含量为10～20％，铝的重量百分含量为10～45％；S2，将沙蒿籽粉与水混合并进行加热处理，得到第二浆料，过滤所述第二浆料，得到沙蒿籽水浸液；S3，将所述沙蒿籽水浸液与所述第一溶液混合，得到所述无机
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有机复合协同除浊除氟剂。2.根据权利要求1所述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，所述沙蒿籽水浸液与所述第一溶液的重量比为1:(100～300)。3.根据权利要求1或2所述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述发热剂与水的重量比为1:(1～10)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述沙蒿籽与水的重量比为1:(100～500)。5.根据权利要求4所述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，所述沙蒿籽水浸液的重量浓度为1～5g/L。6.根据权利要求1至5中任一项所述的无机
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有机复合协同除浊除氟剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，加热处理的温度为50～80℃，时间为10～30min；优选所述加热处理在搅拌的条件下进行，更优选所述搅拌的速率为500～800r/min。7.根据权利要求1至6中任一项所述的无机
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【专利技术属性】
技术研发人员：高云飞，王义，郭洋楠，雷鸣哲，潘金，陈静，杨扬，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：