申請日2015.05.14
公開(公告)日2016.08.17
IPC分類號C02F9/04
摘要
一種高鈉含氟廢水的處理方法，包括以下步驟：(1)氟硅酸制備：將粉末狀二氧化硅加入廢水中，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過濾，濾液即為氟硅酸預(yù)處理液;(2)石灰‑絮凝：向氟硅酸預(yù)處理液中加入氫氧化鈣粉末，終點(diǎn)pH控制為6~9;再加入聚丙烯酰胺絮凝劑，攪拌反應(yīng)后，靜置沉降，取出上清液即為一級出水;(3)深度處理：向一級出水加入深度除氟吸附劑，攪拌反應(yīng)后再靜置沉降，沉降后底泥可循環(huán)利用，上清液即為二級出水，其氟濃度可達(dá)到5mg/L以下。本發(fā)明解決了高鈉含氟廢水石灰渣沉降難、出水難達(dá)標(biāo)的問題，其石灰用量少，固廢排放量小，出水氟能穩(wěn)定降至5mg/L以下，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求書
1.一種高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)氟硅酸制備：將粉末狀二氧化硅加入廢水中，二氧化硅添加量控制為15~30g/L，攪拌速度350~400r/min，攪拌時(shí)間20~30min;反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過濾，濾液即為氟硅酸預(yù)處理液;
(2)石灰-絮凝：向步驟(1)所得氟硅酸預(yù)處理液中加入氫氧化鈣粉末，其中氫氧化鈣粉末添加量控制為35~45g/L，終點(diǎn)pH控制為6~9，攪拌速度350~400r/min，攪拌時(shí)間20~30min;反應(yīng)結(jié)束后，再加入質(zhì)量濃度為0.5~1.0%的聚丙烯酰胺溶液，其中PAM添加量為0.1~0.2g/L，攪拌速度150~200r/min，攪拌時(shí)間2~3min;反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉降3~5min，實(shí)現(xiàn)固液分離，取出上清液即為一級出水;一級出水氟濃度可達(dá)30~50mg/L;底部為石灰渣作為固廢處理;
(3)深度處理：向步驟(2)所得一級出水中加入深度除氟吸附劑，其中深度除氟吸附劑添加量為1~4g/L，攪拌速度150~300r/min，攪拌時(shí)間10~20min;反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉降3~5min;上清液即為二級出水，其氟濃度可達(dá)到5mg/L以下，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放;
所述深度除氟吸附劑，JNM-055型，生產(chǎn)廠家為深圳市金諾盟環(huán)�？萍加邢薰尽�
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，步驟(1)中，二氧化硅添加量控制為20~25g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，步驟(2)中，氫氧化鈣添加量控制為38~42g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，步驟(3)中，深度除氟吸附劑添加量為2~3g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，步驟(3)中，攪拌速度200~250r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鈉含氟廢水的處理方法，其特征在于，步驟(3)中，反應(yīng)結(jié)束后，沉降后底泥返回一級出水中進(jìn)行循環(huán)利用。
說明書
一種高鈉含氟廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高鈉含氟廢水的處理方法，具體涉及一種光學(xué)玻璃生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟廢水的有效除氟的處理方法。
背景技術(shù)
光學(xué)玻璃在進(jìn)行加工時(shí)，由于受到機(jī)械損傷，因此其表面不可避免的會存在裂痕、細(xì)縫、刮擦等缺陷，而這些缺陷不僅僅會導(dǎo)致光學(xué)玻璃材料表面光學(xué)性能的改變，甚至?xí)构鈱W(xué)元件直接破損。因此，光學(xué)玻璃加工后期常會采用各種濃度的酸堿浸蝕處理以改變其材料表面性能。常用的洗液主要有HF、NaOH等，同時(shí)再添加其他H2SO4、HNO3或氨水等輔助，玻璃表面的硅在HF的腐蝕下會轉(zhuǎn)變成H2SiF6進(jìn)入洗滌廢水中。該廢水突出的特點(diǎn)是酸度高，主要以HF、H2SiF6為主，同時(shí)其Na+含量也相當(dāng)高(HF含量往往超過20000mg/L，H2SiF6含量往往超過10000mg/L，Na+往往超過10000mg/L)。
目前，光學(xué)玻璃廠家所產(chǎn)生的含氟廢水通常是采用石灰絮凝的傳統(tǒng)工藝進(jìn)行處理，然而實(shí)際運(yùn)行處理過程中往往會發(fā)現(xiàn)，石灰絮凝沉降效果差，出水氟濃度無法穩(wěn)定降低至10mg/L以下。沉降效果差是因?yàn)閺U水中總酸度相當(dāng)高，為了保證出水pH以及足夠的Ca/F則必須加入大量的石灰，由此導(dǎo)致體系的固液比升高，石灰絮凝過程中石灰渣量相當(dāng)大，大量的氟化鈣細(xì)顆粒難以沉降下來。而出水無法達(dá)標(biāo)則是因?yàn)槌叵路}的溶解度為16.3 mg/L，折算成氟離子即為7.9 mg/L，當(dāng)廢水中含有大量的鈉鹽時(shí)，受強(qiáng)電解質(zhì)的鹽效應(yīng)影響，氟化鈣的溶解度會增加，因而會導(dǎo)致氟離子濃度大于10mg/L。
水中氟含量過高不僅會導(dǎo)致人體氟中毒，引起氟骨病、氟斑牙等，同時(shí)也會使動植物中毒，影響農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染�，F(xiàn)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定水中氟化物一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到10mg/L以下，而2014年環(huán)保部發(fā)布了《無機(jī)磷化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)，進(jìn)一步收緊了無機(jī)磷化工行業(yè)廢水、廢氣中各項(xiàng)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。這也就預(yù)示著未來氟化物排放將受到更加嚴(yán)格的控制，一旦新的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》試行，那很可能氟化物一級排放標(biāo)準(zhǔn)會降低至5mg/L，屆時(shí)諸多現(xiàn)行污水處理裝置將無法達(dá)到處理要求。
CN104512973公開了一種含氟廢水的處理方法，包括：調(diào)節(jié)廢水pH至5以下，再進(jìn)行中和沉淀，沉淀后廢水進(jìn)行絮凝沉降后固液分離得一級濾液;一級濾液用含鋁化合物進(jìn)行混凝沉淀后固液分離得二級濾液;最后將二級濾液進(jìn)行混凝沉降得上清液，其出水氟濃度能夠達(dá)到10mg/L以下。該方法適合于F-、SO42-和Al3+濃度較高的廢水。
CN102070267公開了一種處理酸性含磷含氟廢水的方法，包括：向廢水中加入氫氧化鈣，并控制反應(yīng)pH為12~14;過濾后再向?yàn)V液中加入硫酸，調(diào)節(jié)pH至9~11，最后用硫酸鋁調(diào)節(jié)pH至6~7;沉淀分離后其出水氟濃度即可降低至10mg/L以下。
以上現(xiàn)有技術(shù)中都是通過直接添加含鋁、含鈣等沉淀劑直接除氟，其處理后的出水氟濃度也僅能達(dá)到10mg/L以下，難以滿足5mg/L以下的要求。若采用現(xiàn)有技術(shù)處理光學(xué)玻璃行業(yè)含有高濃度鈉離子的含氟廢水，處理后出水氟濃度僅能達(dá)到20mg/L左右，難以達(dá)標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)不適于高鈉含氟廢水處理、出水氟濃度難以達(dá)到5mg/L以下的缺陷，提供一種高鈉含氟廢水的處理方法，特別適用于光學(xué)玻璃行業(yè)產(chǎn)生的含氟廢水的除氟，同時(shí)使出水氟濃度達(dá)到5mg/L以下。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種高鈉含氟廢水的處理方法，包括以下步驟：
(1)氟硅酸制備：將粉末狀二氧化硅加入廢水中，二氧化硅添加量控制為15~30g/L，攪拌速度350~400r/min，攪拌時(shí)間20~30min;反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過濾，濾液即為氟硅酸預(yù)處理液;
(2)石灰-絮凝：向步驟(1)所得氟硅酸預(yù)處理液中加入氫氧化鈣粉末，其中氫氧化鈣粉末添加量控制為35~45g/L，終點(diǎn)pH控制為6~9，攪拌速度350~400r/min，攪拌時(shí)間20~30min;反應(yīng)結(jié)束后，再加入質(zhì)量濃度為0.5~1.0%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液(絮凝劑)，其中PAM添加量為0.1~0.2g/L，攪拌速度150~200r/min，攪拌時(shí)間2~3min;反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉降3~5min，實(shí)現(xiàn)固液分離，取出上清液即為一級出水;一級出水氟濃度可達(dá)30~50mg/L;底部為石灰渣作為固廢處理;
(3)深度處理：向步驟(2)所得一級出水中加入深度除氟吸附劑(DFA)，其中DFA添加量為1~4g/L，攪拌速度150~300r/min，攪拌時(shí)間10~20min;反應(yīng)結(jié)束后，靜置沉降3~5min，沉降后底泥可返回一級出水中進(jìn)行循環(huán)利用;上清液即為二級出水，其氟濃度可達(dá)到5mg/L以下，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放;
所述深度除氟吸附劑(DFA)，JNM-055型，生產(chǎn)廠家為深圳市金諾盟環(huán)�？萍加邢薰尽�
進(jìn)一步，步驟(1)中，二氧化硅添加量控制為20~25g/L。
進(jìn)一步，步驟(2)中，氫氧化鈣添加量控制為38~42g/L。
進(jìn)一步，步驟(3)中，深度除氟吸附劑添加量為2~3g/L。
進(jìn)一步，步驟(3)中，攪拌速度200~250r/min。
步驟(3)中，沉降后底泥返回一級出水中進(jìn)行循環(huán)利用，可以作為深度除氟吸附劑使用，但不減少深度除氟吸附劑的后續(xù)添加量。此處循環(huán)利用，可以更好的除氟。
本發(fā)明通過添加SiO2使廢水中HF全部轉(zhuǎn)化為H2SiF6，再加入Ca(OH)2，生成CaSiF6沉淀。與CaF2相比，CaSiF6沉淀顆粒較大，易于沉降分離，Ca(OH)2消耗量更低，石灰渣量更少，減少了固廢的排放量。廢水中F-全部轉(zhuǎn)化為SiF62-，使廢水中總離子濃度降低，離子間的牽制作用也會減弱，從而弱化Na+的鹽效應(yīng)，促進(jìn)氟硅酸鈣的沉淀析出。同時(shí)，相對于小分子F-，DFA對大分子SiF62-有更強(qiáng)的吸附作用，使出水氟濃度能夠降低至5mg/L以下。
采用本發(fā)明處理高鈉含氟廢水，能夠有效解決傳統(tǒng)方法中石灰絮凝沉降難、出水氟難以達(dá)到5mg/L以下的問題，采用傳統(tǒng)方法石灰用量達(dá)到70g/L，本發(fā)明用量僅需35~45g/L，石灰用量能降低30%以上。本發(fā)明工藝簡單，固廢排放量小，出水氟能穩(wěn)定降至5mg/L以下，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，避免環(huán)境污染。
