一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法技术

本发明专利技术公开一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法，包括以下步骤：S1.在含氟废水中加入Ca(OH)2澄清液后，抽滤，得到第一滤渣及第一滤液；将所述第一滤渣进行清洗烘干，得到氟化钙；S2.在所述第一滤液中加入生物炭质吸附剂，进行吸附处理，而后进行抽滤，得到第二滤渣及第二滤液，将所述第二滤液进行排放，将所述第二滤渣回用并再次进行吸附处理；沉淀剂用量少、除氟效果好，可高效利用固体废弃物。可高效利用固体废弃物。可高效利用固体废弃物。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法


[0001]本专利技术涉及废水治理
，尤其涉及一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法。

技术介绍

[0002]高纯石英砂(SiO2含量大于99.99％)在信息技术、新能源和高端制造等战略性新兴产业领域应用广泛。高纯石英砂的制备过程中，往往会采用氢氟酸对石英砂进行酸浸以去除杂质，导致生产过程中常产生大量含氟废水。氟是人体内必不可少的微量元素之一，但当摄入过多时会引起氟骨症等一系列危害人体健康的疾病。因此，控制环境中的氟含量至关重要。
[0003]目前，含氟废水的常用处理方法有化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、离子交换法、电凝聚法以及膜分离法等。采用石灰沉淀法处理含氟废水时，由于反应生成的氟化钙沉淀粒径极小，易包裹在氢氧化钙表面，导致石灰的利用率较低，且降低了除氟效果，一般单纯采用石灰沉淀法处理含氟废水时只能将氟离子浓度降到20
‑
40mg/L左右。相关技术中，常将石灰的投加量增加到理论用量的2倍以上，或者选用其他含钙沉淀剂、添加絮凝剂等方式来改善除氟效果，不可避免地增加了处理成本，也会增加沉淀污泥的产量，导致沉淀物中杂质含量较多、氟化钙纯度低，难以回收利用，加大了沉淀污泥后续处理的难度，甚至造成了二次污染及资源浪费。
[0004]因此，有必要研究一种既能减少沉淀剂用量、提高除氟效果和氟回收率，又能高效利用固体废弃物、节省处理成本的方法，同时实现深度除氟和固体废弃物的资源化利用的方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法，沉淀剂用量少、除氟效果好，可高效利用固体废弃物。
[0006]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法，包括以下步骤：
[0008]S1.在含氟废水中加入Ca(OH)2澄清液后，抽滤，得到第一滤渣及第一滤液；将所述第一滤渣进行清洗烘干，得到氟化钙；
[0009]S2.在所述第一滤液中加入生物炭质吸附剂，进行吸附处理，而后进行抽滤，得到第二滤渣及第二滤液，将所述第二滤液进行排放，将所述第二滤渣回用并再次进行吸附处理。
[0010]优选的，所述生物炭质吸附剂为瓜子壳吸附剂。
[0011]优选的，所述瓜子壳吸附剂的制备方法如下：
[0012]K1.将瓜子壳粉在Ca(OH)2和Na2HPO4的混合溶液中加热浸渍，抽滤后，得到第三滤渣；
[0013]K2.将所述第三滤渣置于双氧水中浸泡，而后抽滤，得到第四滤渣，将所述第四滤渣进行微波辐照，冷却后，即得所述瓜子壳吸附剂。
[0014]优选的，所述含氟废水为石英砂经氢氟酸浸后所得液相。
[0015]优选的，所述含氟废水中的氟离子与所述Ca(OH)2澄清液中的钙离子的摩尔比为0.35
‑
0.5:1。
[0016]优选的，所述生物炭质吸附剂的用量为0.8
‑
2g/L。
[0017]优选的，步骤K1中，Ca(OH)2和Na2HPO4的质量比为(0.5
‑
1):(1
‑
2)。
[0018]优选的，步骤K1中，加热浸渍的温度为35
‑
60℃，加热浸渍的时间为8
‑
12h。
[0019]优选的，步骤K2中，微波辐照的功率为500
‑
600W，微波辐照的时间为10
‑
15min。
[0020]优选的，步骤K2中，双氧水的浓度为20
‑
25％，浸泡温度为50
‑
80℃。
[0021]本申请的有益效果如下：本申请将沉淀法和吸附法相结合，共同处理含氟废水，沉淀剂用量少、能耗低，可回收高品位氟化钙作为产品出售，经济性强；利用废弃的瓜子壳制备吸附剂，制备好的吸附剂含氧基团(如羟基)高，具有吸附和离子交换双重除氟的作用，吸附表面积大、吸附容量高，处理后出水中氟离子浓度可降到1mg/L以下，达到了饮用水标准，实现了以废治废和深度除氟，处理后的瓜子壳吸附剂可回用，无二次污染。
附图说明
[0022]图1为本申请的工艺流程图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]如图1所示，一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法，包括以下步骤：
[0025]S1.在含氟废水中加入Ca(OH)2澄清液后，抽滤，得到第一滤渣及第一滤液；将第一滤渣进行清洗烘干，得到氟化钙；
[0026]S2.在第一滤液中加入生物炭质吸附剂，进行吸附处理，而后进行抽滤，得到第二滤渣及第二滤液，将第二滤液进行排放，将第二滤渣回用并再次进行吸附处理。
[0027]本专利技术提供的处理含氟废水并回收氟化钙的方法，采用少量石灰溶解得到Ca(OH)2澄清液作为沉淀剂，对酸性含氟废水进行沉淀处理，该过程石灰的用量低于理论值，节省了药剂成本，不仅对废水有中和作用，而且回收得到了高品位的氟化钙；收集的废弃瓜子壳通过在Ca(OH)2和Na2HPO4的混合溶液中加热浸渍，并采用双氧水浸泡和微波辐照炭化的方法加以改性，制成吸附剂，制备方法简单，能效比高，得到的瓜子壳吸附剂含氧基团高、比表面积大、吸附容量高，实现了农业固体废弃物的资源化利用；沉淀处理后的含氟废水采用瓜子壳吸附剂进行进一步处理后出水中氟离子浓度降到了1mg/L以下，达到了饮用水中氟含量的标准，可直接排放。该方法除氟效果好、经济性强、绿色无污染，第二滤渣进行回用，同时实现了氟资源的回收和农业固体废弃物的资源化利用，具有比较高的应用价值。
[0028]步骤S1中，含氟废水与Ca(OH)2澄清溶液发生沉淀反应，沉淀反应在常温下进行，控制搅拌速度为50
‑
200r/min，搅拌时间为15
‑
50min。
[0029]生物炭质吸附剂为瓜子壳吸附剂。
[0030]瓜子壳吸附剂的制备方法如下：
[0031]K1.将瓜子壳粉在Ca(OH)2和Na2HPO4的混合溶液中加热浸渍，抽滤后，得到第三滤渣；
[0032]K2.将第三滤渣置于双氧水中浸泡，而后抽滤，得到第四滤渣，将第四滤渣进行微波辐照，冷却后，即得瓜子壳吸附剂。
[0033]通过Ca(OH)2和Na2HPO4加热浸渍，可提高瓜子壳的含氧基团的含量，结合双氧水浸泡、微波辐照碳化的方法对瓜子壳进行改性，得到的瓜子壳吸附剂含氧基团高、比表面积大、吸附容量高，含氟废水经沉淀处理后的采用瓜子壳吸附剂进行进一步处理，出水中氟离子浓度大大降低。
[0034]瓜子壳粉经瓜子壳研磨筛分而得，瓜子壳粉的粒径为100
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200目；原料瓜子壳包括葵花子壳、西瓜子壳、南瓜子壳、丝瓜子中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含氟废水并回收氟化钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在含氟废水中加入Ca(OH)2澄清液后，抽滤，得到第一滤渣及第一滤液；将所述第一滤渣进行清洗烘干，得到氟化钙；S2.在所述第一滤液中加入生物炭质吸附剂，进行吸附处理，而后进行抽滤，得到第二滤渣及第二滤液，将所述第二滤液进行排放，将所述第二滤渣回用并再次进行吸附处理。2.根据权利要求1所述的处理含氟废水并回收氟化钙的方法，其特征在于，所述生物炭质吸附剂为瓜子壳吸附剂。3.根据权利要求2所述的处理含氟废水并回收氟化钙的方法，其特征在于，所述瓜子壳吸附剂的制备方法如下：K1.将瓜子壳粉在Ca(OH)2和Na2HPO4的混合溶液中加热浸渍，抽滤后，得到第三滤渣；K2.将所述第三滤渣置于双氧水中浸泡，而后抽滤，得到第四滤渣，将所述第四滤渣进行微波辐照，冷却后，即得所述瓜子壳吸附剂。4.根据权利要求1所述的处理含氟废水并回收氟化钙的方法，其特征在于，所述含氟废水为石英砂经氢氟酸浸后所得液相。5.根据权利要求1所述的处理含氟废水并回收氟化钙的方法，其特征在于，所述含氟废水中的氟离子与所述Ca(OH)2澄清液中的钙离子的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育彪，曹书琴，魏桢伦，张媛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：