【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，具体为一种高适应性除氟药剂及其制备方法和用法。
技术介绍
1、随着当前社会的不断发展，更多的氟资源被应用到现代工业中，势必会导致大量含氟废水的产生，如化工生产、半导体、电镀、冶金和陶瓷等行业，因此天然水中的氟化物污染已成为一个全球性问题。超标排放的含氟废水经过地表径流的冲刷进入地表水，通过渗透作用污染地下水，不仅对人类的生活造成危害，同时危及生态系统。
2、化学除氟技术是处理工业废水中氟离子的重要手段，可有效的控制工业废水中的氟浓度，满足工业废水排放要求。目前，常用的化学除氟技术有电化学法、化学沉淀法、吸附法等。不同工艺中化学除氟的原理存在差异，其适用的环境及效果也就有很大差异。cn114212867a公开了一种含氟废水用液体除氟剂及其制备方法和应用，在除氟剂中引入了有机高分子絮凝剂，包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁，增强了聚铝的吸附架桥能力，从而提高了氯离子的去除率。cn114890493a公开了一种碳包覆氧化镁吸附助凝除氟剂及其制备方法和应用，利用多孔碳包裹的氧化镁实现氟离子的快速吸附和沉降。cn116062941a公开了一种光伏行业高含氟含氯废水的协同除氟脱氯的方法，利用电容去离子装置进行深度除氟脱氯。
3、工业含氟废水来源于各行各业，导致其组分及所处环境存在很大差异，主要特点包括：①含氟工业废水水量大，且氟离子浓度各异，最高可达8000mg/l，最低的为30mg/l；②含氟工业废水有酸性，有碱性，且腐蚀性较强；③具有一定毒性；④废水中的氟离子会以离子、络合物、螯合物的
技术实现思路
1、在上述背景下，本专利技术所需要解决的技术问题在于提供一种高适应性除氟药剂及其制备方法和用法，该除氟药剂可以广泛适用于酸性、中性、碱性的工业含氟废水，具有氟离子去除率高、适应性广的特点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案来实现：
3、一种高适应性除氟药剂，以重量份计包括：腐殖酸类共聚物280-500份、环境响应型聚氨酯420-600份、树枝状阳离子聚合物80-120份。
4、进一步地，所述的腐殖酸类共聚物包括如下重量份数的各组分：芳香腐殖酸40-60份、丙烯酸60-90份、丙烯酰胺90-140份、n-乙烯基-2-吡咯烷酮12-20份、n,n-亚甲基双丙烯酰胺1-5、疏水性单体26-40份、过硫酸铵0.5-3份、吊白块0.1-2份、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯8-12份、水628-762.4份；所述的疏水性单体包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、2-乙基己基丙烯酰胺、辛基丙烯酰胺、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、3-甲基苯乙烯中的一种或几种。
5、进一步地，所述的环境响应型聚氨酯包括如下重量份数的各组分：聚乙二醇70-130份、聚己内酯70-92份、2,2-二羟甲基丙酸60-80份、1,6-六亚甲基二异氰酸酯40-100份、羟基封端的聚二甲基硅氧烷20-40份、1,6-己二胺24-36份、1-羟基苯并三唑1-5份、n,n'-二环己基碳二亚胺1-4份、硫酸铝10-30份、水483-704份。
6、进一步地，所述的树枝状阳离子聚合物包括如下重量份数的各组分：聚乙烯亚胺120-160份、环氧氯丙烷200-300份、交联剂1-4份、水536-679份；所述的交联剂包括葡萄糖、哌嗪、油酸钠中的其中一种。
7、一种高适应性除氟药剂的制备方法，包括以下步骤：
8、(1)腐殖酸类共聚物的制备方法：
9、s1.常温下，将水和1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯投入反应釜中，搅拌至均匀透明状；
10、s2.氮气保护下，将芳香腐殖酸、丙烯酸、丙烯酰胺、n-乙烯基-2-吡咯烷酮、疏水性单体投入步骤s1溶液中，搅拌30-120min后投入吊白块，继续搅拌10-20min后在2-3h内将过硫酸铵投加完成，继续搅拌反应2-6h；
11、s3.将n,n-亚甲基双丙烯酰胺投入步骤s2中，搅拌1-3h，得到腐殖酸类共聚物。
12、(2)环境响应型聚氨酯的合成：
13、s11.在氮气保护下，将聚乙二醇、聚己内酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯溶解于干燥的四氢呋喃中，搅拌30min后升温至在90-120℃下搅拌反应4h；随后依次投入2,2-二羟甲基丙酸、羟基封端的聚二甲基硅氧烷，在90-120℃下继续反应4h；其中，四氢呋喃用量为聚乙二醇、聚己内酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯总质量的1倍；
14、s12.在0-5℃下，将1,6-己二胺、1-羟基苯并三唑加入到步骤s11的产物中搅拌反应10-40min，随后加入n,n'-二环己基碳二亚胺搅拌反应24-48h小时，随后逐滴分散于水中；
15、s13.将硫酸铝溶解于水中，得到质量分数18％-25％的溶液；
16、s14.将步骤s13获得的硫酸铝溶液与步骤s12得到的溶液混合搅拌10-180min，得到环境响应型聚氨酯。
17、(3)树枝状阳离子聚合物的制备方法：
18、将聚乙烯亚胺、水投入反应釜中，搅拌30min后依次投入环氧氯丙烷、交联剂，反应4-10h后冷却至室温得到树枝状阳离子聚合物。
19、一种高适应性除氟药剂的用法：
20、当含氟废水ph＞6.5时，先投入腐殖酸类共聚物，反应20min后再投入环境响应型聚氨酯，继续反应20min后，随后加入树枝状阳离子聚合物，继续反应20min后，将废水ph调至5.0-6.5，反应10min以上，进行固液分离。
21、当含氟废水ph＜6.5时，先投入腐殖酸类共聚物，反应20min后再投入环境响应型聚氨酯，继续反应20min后，将废水ph调至7.0-8.0，随后加入树枝状阳离子聚合物，反应20min之后将废水ph调至5.0-6.5，进行固液分离。
22、本专利技术的机理：
23、腐殖酸是由多酚和多醌类物质聚合而成的非晶形高分子有机化合物，具有巨大的比表面积和亲水基团，可以与高价阳离子形成架桥，将腐殖酸引入聚合物中，可以吸附含氟废水中的高价有毒金属离子，同时，形成的阳离子桥可以吸附更多的氟离子。n-乙烯基-2-吡咯烷酮、n,n-亚甲基双丙烯酰胺可以降低腐殖酸类聚合物在强酸、强碱、高盐环境中的水解；疏水性单体可以很好的改善腐殖酸类聚合物在强酸、强碱、高盐环境中的粘度，提升除氟剂的絮团沉淀效果。
24、环境响应型聚氨酯表面具有大量的羟基、胺基，硅氧键，羧基同时可以络合铝离子，使得环境响应型聚氨酯表面具有大量的吸附位点，使其具有较高的氟吸附性能。在碱性废水中，质子化的胺基在聚氨酯表面充分伸展，与氟离子的氢键结合；在酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高适应性除氟药剂，其特征在于，以重量份计包括：腐殖酸类共聚物280-500份、环境响应型聚氨酯420-600份、树枝状阳离子聚合物80-120份；所述的腐殖酸类共聚物包括芳香腐殖酸、丙烯酸、丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、疏水性单体、过硫酸铵、吊白块、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯、水；所述的环境响应型聚氨酯包括聚乙二醇、聚己内酯、2,2-二羟甲基丙酸、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、1,6-己二胺、1-羟基苯并三唑、N,N'-二环己基碳二亚胺、硫酸铝、水；所述的树枝状阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺、环氧氯丙烷、交联剂、水。
2.如根据权利要求1所述的高适应性除氟药剂，其特征在于，所述的腐殖酸类共聚物包括如下重量份数的各组分：芳香腐殖酸40-60份、丙烯酸60-90份、丙烯酰胺90-140份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮12-20份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1-5、疏水性单体26-40份、过硫酸铵0.5-3份、吊白块0.1-2份、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯8-12份、水
3.如根据权利要求1所述的高适应性除氟药剂，其特征在于，所述的环境响应型聚氨酯包括如下重量份数的各组分：聚乙二醇70-130份、聚己内酯70-92份、2,2-二羟甲基丙酸60-80份、1,6-六亚甲基二异氰酸酯40-100份、羟基封端的聚二甲基硅氧烷20-40份、1,6-己二胺24-36份、1-羟基苯并三唑1-5份、N,N'-二环己基碳二亚胺1-4份、硫酸铝10-30份、水483-704份。
4.如根据权利要求1所述的高适应性除氟药剂，其特征在于，所述的树枝状阳离子聚合物包括如下重量份数的各组分：聚乙烯亚胺120-160份、环氧氯丙烷200-300份、交联剂1-4份、水536-679份；所述的交联剂包括葡萄糖、哌嗪、油酸钠中的其中一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高适应性除氟药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.一种如权利要求1-5任一项所述的高适应性除氟药剂的用法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种高适应性除氟药剂，其特征在于，以重量份计包括：腐殖酸类共聚物280-500份、环境响应型聚氨酯420-600份、树枝状阳离子聚合物80-120份；所述的腐殖酸类共聚物包括芳香腐殖酸、丙烯酸、丙烯酰胺、n-乙烯基-2-吡咯烷酮、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、疏水性单体、过硫酸铵、吊白块、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯、水；所述的环境响应型聚氨酯包括聚乙二醇、聚己内酯、2,2-二羟甲基丙酸、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、1,6-己二胺、1-羟基苯并三唑、n,n'-二环己基碳二亚胺、硫酸铝、水；所述的树枝状阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺、环氧氯丙烷、交联剂、水。
2.如根据权利要求1所述的高适应性除氟药剂，其特征在于，所述的腐殖酸类共聚物包括如下重量份数的各组分：芳香腐殖酸40-60份、丙烯酸60-90份、丙烯酰胺90-140份、n-乙烯基-2-吡咯烷酮12-20份、n,n-亚甲基双丙烯酰胺1-5、疏水性单体26-40份、过硫酸铵0.5-3份、吊白块0.1-2份、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯8-12份、水628-762.4份；所述的疏水性单体包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，
申请(专利权)人：昆明傲凯通环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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