專利名稱：含氟水處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種吸附法處理水的工藝，具體涉及一種含氟水的處理工藝。
長期飲用含氟濃度超過1.5mg/l的水，會(huì)引起氟中毒，其主要表現(xiàn)是氟斑牙和氟骨癥。根據(jù)我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，生活飲用水中含氟化物的量必須在1.0mg/l以下。有些地區(qū)的飲用水，含氟量過高，必須經(jīng)過處理之后才可飲用。飲用水除氟的方法很多，如混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、電滲析法、電解法及冷凍法等，這些方法或費(fèi)藥或費(fèi)電或設(shè)備復(fù)雜，因而，處理費(fèi)用高，初投資大。
工業(yè)廢水中若含有氟，會(huì)污染江河、地下水，最后也會(huì)對(duì)人及生態(tài)環(huán)境造成危害。工業(yè)廢水的除氟方法有鈣鹽沉淀法、吸附法、過磷酸鈣離子交換法及反滲透法。應(yīng)用最多的是鈣沉淀法，如太原磷肥廠含氟廢水的處理即用此法。其原理是在水中加入石灰(Cao)，Ca與F生成CaF2沉淀出來。采用此法，石灰破碎等勞動(dòng)條件極差，成本高(處理每噸廢水的成本高達(dá)1.4元)，廢渣(CaF2)難以利用，造成二次環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)有效、以廢治廢、綜合利用的含氟廢水處理工藝。
本發(fā)明的主要技術(shù)特征是以粉煤灰為吸附劑，采用漿態(tài)床或固定床進(jìn)行吸附，固液分離后，達(dá)標(biāo)水備用，含氟灰用于燒制建筑用磚或制成其它砌塊。
本發(fā)明的工藝流程結(jié)合實(shí)施例說明如下實(shí)施例1高氟地區(qū)生活飲用水的處理。處理前水中含氟12-22.5mg/L。采用內(nèi)徑65mm的硬聚氯乙烯制成的吸附柱，下部的承托層為棕皮和卵石，總高100mm，其上部裝4號(hào)粉煤灰，總高為2m，總重為4kg，水自上而下流過，濾速為0.9-1.2m/h。常壓、室溫下操作。
上述吸附劑(粉煤灰)的粒度分布見表1表1篩目 ＜20 20～ 40～ 60～ 80～ 100～ 120～ 140－200以下％10.528.3 27.18.29.48.2 4.07.4由表1可知，約66%的粒子為40目以下，這表明這種粉煤灰的顆粒較粗。其物理性質(zhì)和組分見表2中的4號(hào)灰。
表2
灰種 4號(hào) 5號(hào)比重(d2020) 1.878 2.230容重 g/cm30.567 0.618燒失量 % 33.32 19.23比表面 m2/g 73±1.0 11.5±1.0碘值 mg/g 49.65 87.91W % 0.74 0.4C % 31.84 18.33CL % 0.074 0.047SiO2% 8.92 40.54Al2O3% 5.64 25.24Fe2O3% 0.80 9.40CaO % 0.45 3.68MgO % 0.12 0.33TiO2% 0.27 0.94As ppm 0.3 0.8F ppm 60 130Cr ppm 10.6 56.6Cd ppm 1.8 8.1Hg ppm 0.38 0.24Pb ppm 8.8 32.2在用上述方法處理水的過程中，每小時(shí)進(jìn)行一次水質(zhì)分析，結(jié)果表明，9小時(shí)以內(nèi)出水含氟量均低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)1mg/L的要求，其他指標(biāo)為濁度由25度降至1.2度，氯離子由13.08mg/L降至10mg/L，COD由1.45mg/l降至1.68mg/l。PH值保持中性，粉煤灰除氟量為12.8-44mg/kg(灰)，水中Cr、Pb及Hg等金屬的溶出量都不超過允許的范圍。
實(shí)施例2太原磷肥廠生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，平均含氟量約為700-1000mg/L，PH值為2-3。采用漿態(tài)床吸附后，用靜置沉降法使灰水分離，處理后含氟在20mg/L以下，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。吸附氟后的灰按25-50%的比例與石灰、水泥、瀝青分別摻合，從而制成石灰砌塊、水泥砌塊或?yàn)r青砌塊，與粘土摻合燒制成磚。上述砌塊和磚30天的浸泡結(jié)果表明，氟的浸出率僅有0.01-1.67%，只要不把這些砌塊或磚用于外墻或多水的地面，一般不會(huì)因氟的溶出造成二次污染。
漿態(tài)床的水/灰比為7-10，攪拌30-130分鐘，轉(zhuǎn)速為500rpm左右，功率水平約3-5W/m3，常溫常壓下操作，用5號(hào)粉煤灰為吸附劑，其物理性質(zhì)和組成成份見表2。粒度分布如表3所示。
表3篩目 ＜20 20～ 40～ 60～ 80～ 100～ 120～ 140～% 0.2 0.4 1.1 1.2 4.8 22.3 18.8 1.3篩目 160～ 180～ ＜200% 28.8 0.5 22.2由此可見，5號(hào)灰粒徑較細(xì)，50%的在160目以上，其中200目以上占22%。
漿態(tài)床的具體實(shí)施方案及其結(jié)果如下用容積為23升的塑料筒裝入含氟700-1000mg/L、PH值為2的廢水10升，加入5號(hào)灰1kg，連續(xù)攪拌，每隔1小時(shí)取樣分析水中的含氟濃度，測定PH值。其結(jié)果為，PH在幾分鐘內(nèi)由2增至6-7，穩(wěn)定為中性不再變化。水中含氟量1小時(shí)后為40mg/L，1.5小時(shí)后為30mg/L，3.0小時(shí)為20mg/L，6小時(shí)后為15mg/L。
采用漿態(tài)床處理磷肥廠廢水的投資概算表明其基建費(fèi)用僅為目前通用的石灰沉淀法的22%，處理成本平均為0.98元/噸水，僅為石灰沉淀法的69%。
綜上所述，采用粉煤灰固定床吸附含高氟的飲用水可以使其達(dá)到含氟1mg/L以下的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。采用漿態(tài)床吸附粉煤灰吸附含氟工業(yè)廢水，可以使廢水達(dá)到20mg/L以下的排放標(biāo)準(zhǔn)，PH由堿性變?yōu)橹行?，其他污染物的含量也有所下降，吸附氟的粉煤灰可以用作建筑材料，達(dá)到以廢治廢的目的。
權(quán)利要求
1.一種含氟水處理工藝，其特征在于以粉煤灰為吸附劑，采用漿態(tài)床或固定床進(jìn)行吸附，固液分離后，達(dá)標(biāo)水備用，含氟灰用于燒制建筑用磚或制成砌塊。
2.如權(quán)利要求1所述的處理工藝，其特征在于所述的含氟水為高氟飲用水，采用粉煤灰為吸附劑，固定床吸附，濾速為0.9-1.2m/h。
3.如權(quán)利要求1所述的含氟水處理工藝，其特征在于所述的含氟水為含氟700-1000mg/L的工業(yè)廢水，以粉煤灰為吸附劑，采用漿態(tài)床吸附，攪拌時(shí)間為30-180分鐘，攪拌速度約500rpm，功率水平3-5W/m3，水/灰比為7-10，常溫常壓下操作，靠重力沉降分離，廢水達(dá)標(biāo)排放，含氟粉煤灰以25-50%的比例與石灰、水泥或?yàn)r青摻合制成建筑砌塊，或與粘土混合燒成建筑用磚。
全文摘要
一種含氟水的處理工藝、它采用固定床粉煤灰吸附的方法可使高氟飲用水達(dá)到含氟1mg/l以下的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，采用漿態(tài)床吸附法可以使磷肥廠的含氟700-1000mg/l的工業(yè)廢水達(dá)到含氟20mg/l以下的排放標(biāo)準(zhǔn)。含氟灰可用作制備建筑砌塊或磚不會(huì)造成二次污染，從而達(dá)到以廢治廢的目的。該法與現(xiàn)有的石灰沉淀法相比投資僅為其22％，成本僅為其69％。
文檔編號(hào)C02F1/28GK1063089SQ9110022
公開日1992年7月29日 申請(qǐng)日期1991年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月12日
發(fā)明者馬志毅, 吳炳耀, 周鳳鳴, 邢權(quán), 楊文敏 申請(qǐng)人:太原工業(yè)大學(xué), 山西醫(yī)學(xué)院