申请日2021.01.05
公开（公告）日2021.05.07
IPC分类号C02F1/52; C02F101/14
摘要
本发明公开了一种煤气化废水中氟离子的去除方法，并应用于污水处理。可通过氯化钙沉淀去除废水中的氟离子。其实施步骤如下：1)筛取0.5～5mm氯化钙颗粒，加入1.0～10.0％的硫酸铁Fe2(SO4)3溶液浸泡12小时，过滤氯化钙颗粒，加入1.0～10.0％的硫酸铝溶液浸泡12小时，过滤固体颗粒烘干备用。2)利用片碱和盐酸调整废水的pH值到6～7,利用氟离子计法测定废水样的氟离子浓度。3)按照每mg氟离子加入1～100ppm氯化钙，投加氯化钙到废水中，快速搅拌几分钟完全混合，沉淀半小时。4)提取上清液利用氟离子计法测定氟离子浓度，计算去除率。本发明公开一种煤气化废水中氟离子的去除办法，具有成本低，速度快的特点具有较高的应用价值，可有效去除污水中氟离子。
权利要求书
1.本发明公开一种煤气化废水中氟离子的去除方法，其特征在于其具体步骤如下：
1）筛取0.5~5mm氯化钙，加入1.0~10.0%的硫酸铁Fe2(SO4)3溶液浸泡12小时。
2.2） 过滤活性氯化钙颗粒，加入1.0~10.0%的硫酸铝溶液浸泡12小时，过滤固体颗粒烘干备用。
3.3）利用片碱和盐酸调整废水的pH值到6~7, 利用离子选择电极法（GB 7484-87）测定废水的氟离子浓度，测定废水样的氟离子浓度。
4.4）按照每mg氟离子加入1~100ppm氯化钙，投加氯化钙到废水中，快速搅拌几分钟完全混合，沉淀半小时。
5.5）提取上清液利用离子选择电极法（GB 7484-87）测定废水的氟离子浓度。
6.测定氟离子浓度，计算去除率。
7.如权利要求1所述的一种煤气化废水中氟离子的去除方法，其特征在于所述的步骤1中，氯化钙的粒径大小为0.5~5mm。
8.如权利要求1所述的一种煤气化废水中氟离子的去除方法，其特征在于所述步骤1中，加入1.0~10.0%的硫酸铁Fe2(SO4)3对活性氯化钙颗粒的进行浸泡。
9.如权利要求1所述的一种煤气化废水中氟离子的去除方法，其特征在于所述步骤2中，加入1.0~10.0%的氯化铝AlCl3溶液浸泡12小时。
10.如权利要求1所述的一种煤气化废水中氟离子的去除方法，其特征在于利用片碱调整废水的pH值到6~7。
11.如权利要求1所述的一种废水中氟离子的去除方法，按照每mg氟离子加入1~100ppm氯化钙颗粒。
说明书
一种煤气化废水中氟离子的去除方法
技术领域
本发明涉及一种废水中氟离子的去除方法，具体地说，是一利用改性氯化钙吸附沉淀去除氟离子的方法。
背景技术
高氟水的主要来源有两种：第一种来源是自然界的含氟矿物如冰晶石 (Na3AlF6)、磷灰石[Ca3(PO4)2·CaF]、萤石(CaF2)与水在自然作用下结合后形成。第二种来源是人类的生产活动产生的高氟废水。近些年，随着氟工业高速发展如炼铝工业、电镀工业、化工业以及化肥制造业等许多工业制造业排放大量高浓度含氟废水。
煤化工是产生高浓含氟污水的重要行业，煤在开采过程中混入大量的冰晶石、莹石等矿物成分，在气化过程中氟化物随水析出，由于煤成分复杂，其产生的氟化物形态多种多样，其治理一直行业难题。
普遍的除氟方法有化学沉淀法、吸附法、混凝沉淀法等。
化学沉淀法除氟是通过向高氟废水中投加钙盐，使钙盐与氟离子形成氟化钙沉淀并固液分离以达到除氟效果。大部分高浓度含氟废水仅通过化学沉淀法除氟，处理后的废水中含氟量达不到国家一级污水排放标准。因此化学沉淀法作为工业高氟废水的预处理较为常见,而且氟化钙等处理产物会造成二次污染，回收难度较大。
混凝沉淀法除氟主要是通过向高氟废水中投加混凝剂，通过混凝剂的网捕、卷扫、吸附架桥以及电性中和等方式与氟离子形成絮体后沉降并经固液分离后即达到除氟目的。混凝沉淀法实用性强、设备成本较低。
吸附法是将待处理的废水与吸附材料混合振荡浸渍。吸附剂的除氟原理是：氟离子与吸附剂上的基团或离子进行交换从而达到除氟效果。
吸附法多用活性氧化铝，活性氧化铝是过渡态氧化铝，粉状、小球状或者柱状白色固体物质,其具有内部多孔性、高分散性、吸附性等多种性能，活性氧化铝的比表面积较大不溶于水，可以与酸性或者碱性物质发生反应，但一般的活性氧化铝存在，吸附容量小不易再生等缺点。
利用本方法采用混凝法和沉淀法结合的方式，进行改性，可有效增强除氟效果，可以有效的混凝沉淀降低废水中的氟离子至1.5mg/L以下。
发明内容
本发明需要解决的首要技术问题在于提供一种煤气化废水中氟离子的去除的方法，并且生产成本低，去除效果高，具有极高的应用价值。
本发明采用如下技术方案：
应用步骤如下：
1)筛取0.5～5mm氯化钙颗粒，加入1.0～10.0％的硫酸铁Fe2(SO4)3溶液浸泡12小时，浸泡过程中不断搅拌。
2)过滤活性氯化钙颗粒，加入1.0～10.0％的硫酸铝溶液浸泡12小时，浸泡过程中不断搅拌，过滤固体颗粒烘干备用，烘干温度为110℃。
3)利用片碱和盐酸调整废水的pH值到6～7,利用氟离子计法测定废水的氟离子浓度。
4)按照每mg氟离子加入1～100ppm氯化钙，投加活性氯化钙到废水中，快速搅拌几分钟完全混合，沉淀半小时。
5)提取上清液利用氟离子计法测定氟离子浓度，计算去除率。
本发明所述的方法用于煤气化含氟废水处理时，所述的工艺条件具体按照如下进行：
1)制备氯化钙颗粒：筛取0.5～5mm氯化钙颗粒100g，经清洗处理后，加入100ml1.0～10.0％的硫酸铁Fe2(SO4)3溶液浸泡12小时，浸泡过程中不断搅拌，设置转速为170r/min。过滤氯化钙颗粒，水洗后，加入100ml 1.0～10.0％的硫酸铝溶液浸泡12小时，浸泡过程中不断搅拌，设置转速为 170r/min，过滤固体颗粒水洗烘干备用，烘干温度为110℃。
Fe2(SO4)3溶液的制备过程：称取一定量的分析纯的Fe2(SO4)3固体在烧杯中加热至完全溶解，冷去后加入去离子水定容至1.0L，得到不同质量分水的Fe2(SO4)3溶液。
硫酸铝溶液的制备过程：称取一定量的分析纯的硫酸铝固体在烧杯中加热至完全溶解，冷去后加入去离子水定容至1.0L，得到不同质量分水的硫酸铝溶液，此为改性氯化钙制备流程。
2)利用片碱调整废水的pH值到6～7,利用离子选择电极法(GB 7484-87)测定废水的氟离子浓度。
3)按照每mg氟离子加入1～100ppm制备的氯化钙计算用量，快速投加改性氯化钙到含氟废水中，快速搅拌几分钟完全混合，搅拌速度为 170r/min，后沉淀30min。
4)提取上清液利用离子选择电极法(GB 7484-87)测定废水的氟离子浓度，计算去除率。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的新型活性氯化钙沉淀体系在含氟废水的处理应用中，可有效的降低废水的氟含量到1.5mg/L以下，达到深度除氟的效果。
(2)本法发明可以两个半小时内完成活性氯化钙的制作过程，高效快速完成新型活性氯化钙去除材料的制备。
(3)本发明的处理过程中，仅有搅拌沉淀工艺，可以有效节约设备投资。
(4)与现有技术相比，本发明的改性氯化钙沉淀体系，与现有的氟去除方法对比，其具有如下优点：(1)制备工艺简单，流程短，不需要复杂的设备，成本低，应用前景极佳。(2)对比沉淀法和混凝法，本方法不带入其它的外加离子，不会对后续工艺产生影响。(3)与现有活性氧化铝吸附体系相比，本方法可大幅提高除氟性价比，大幅减少药剂的用量。
（发明人：李晨;黄丽娟;周小峰;梁仕昌;蔡振山）