CN114853221B - 一种结晶诱导法联合tmf膜处理碱性含氟废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，包括以下步骤：(1)首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.0‑8.5；(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，所述氟化钙的投加量为120‑150mg/L，所述透闪石的投加量为氟化钙的6～10％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5400‑5600r/min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，搅拌反应后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法。
背景技术
工业发展迅速，含氟矿石的开采加工、氟及其氟化物的生产等行业产生大量呈碱性含氟废水，给环境和人类都带来很大的危害。由于超过一定浓度的氟对自然界中的人、动、植物都会产生诸多不良影响。因此优化含氟废水处理工艺具有重大意义，尤其是对高浓度的含氟废水处理，尤为重要。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，
包括以下步骤：
(1)首先含氟废水(氟离子浓度在20～30mg/L)进入调节池，将废水调控pH值为8.0-8.5；
(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，所述氟化钙的投加量为120-150mg/L，所述透闪石的投加量为氟化钙的6～10％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5400-5600r/min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；
(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，搅拌反应后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；
(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
进一步的，步骤(2)中，所述氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.0-2.3：1进行投加。
进一步的，步骤(2)中，所述聚合氯化铝的投加量为80-100mg/L。
进一步的，步骤(2)中，所述透闪石的粒径为600-700目。
进一步的，步骤(2)中，所述高速剪切时间为20-30min。
进一步的，步骤(3)中，所述搅拌反应具体为：在200-230r/min转速下搅拌反应5-10min，在50-100r/min转速下搅拌反应40-50min。
进一步的，步骤(3)中，按照钙：氟摩尔比为1.1：1投加氯化钙。
进一步的，步骤(3)中，所述聚合氯化铝的投加量45-55mg/L，所述聚丙烯酰胺投加量2-3mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明优选一定粒径的透闪石结合氟化钙作为晶种，结合特定的剪切工艺、特定的搅拌反应工艺，联合TMF膜处理，提高了氟离子的去除效果以及去除效率，对氟离子的去除率在99％以上，而且较大降低污泥含水率。
(2)本发明优选一定粒径的透闪石结合氟化钙作为晶种，在特定的剪切工艺作用下，处理后的废水，能够使得废水中氟离子快速且稳定沉积在晶种上，提高球晶的生长速率，起到高效诱导结晶作用。
(3)本发明显著降低氯化钙、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺药剂的使用量，而且减少污泥产生，降低污泥含水量，提高出水量，利于二次利用。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明处理废水的初始氟离子浓度在20～30mg/L。
实施例1
一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，步骤如下：
(1)首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.2；
(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.1：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为90mg/L，氟化钙的投加量为130mg/L，透闪石的粒径为600目，其投加量为氟化钙的8％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5500r/min，剪切时间为25min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；
(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，其中，按照钙：氟摩尔比为1.1：1投加氯化钙，聚合氯化铝的投加量为50mg/L，聚丙烯酰胺投加量为2.5mg/L，在215r/min转速下搅拌反应8min，在80r/min转速下搅拌反应45min后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；
(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
实施例2
一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，步骤如下：
(1)首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.0；
(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.0：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为80mg/L，氟化钙的投加量为150mg/L，透闪石的粒径为600目，其投加量为氟化钙的6％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5400r/min，剪切时间为30min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；
(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，其中，按照钙：氟摩尔比为1.1：1投加氯化钙，聚合氯化铝的投加量为45mg/L，聚丙烯酰胺投加量为3mg/L，在200r/min转速下搅拌反应10min，在100r/min转速下搅拌反应40min后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；
(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
实施例3
一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，步骤如下：
(1)首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.5；
(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.3：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为100mg/L，氟化钙的投加量为120mg/L，透闪石的粒径为600目，其投加量为氟化钙的10％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5600r/min，剪切时间为20min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；
(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，其中，按照钙：氟摩尔比为1.1：1投加氯化钙，聚合氯化铝的投加量为55mg/L，聚丙烯酰胺投加量为2mg/L，在230r/min转速下搅拌反应5min，在50r/min转速下搅拌反应50min后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；
(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
对实施例1-3废水处理前后氟离子浓度进行检测，计算对氟离子的去除率，并检测最终收集污泥的含水率。其中氟离子浓度采用氟试剂分光光度法测定废水中氟的浓度。结果如下表1：
表1实施例1-3对含氟废水处理结果
上述结果表明，本发明实施例1-3方法处理后废水，对氟离子的去除率在99％以上，而且较大降低污泥含水率。
对比例1
与实施例1主要不同的是，将透闪石替换为白云石，将氟化钙替换为氟磷酸钙。其他处理与实施例1一致。具体为：首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.2；含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟磷酸钙和白云石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.1：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为90mg/L，氟磷酸钙的投加量为130mg/L，白云石的粒径为600目，其投加量为氟磷酸钙的8％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5500r/min，剪切时间为25min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水。其他处理与实施例1一致。
对比例2
与实施例1不同的是，透闪石的投加量为氟化钙的4％。其他处理与实施例1一致。具体为：首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.2；含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.1：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为90mg/L，氟化钙的投加量为130mg/L，透闪石的粒径为600目，其投加量为氟化钙的3％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5500r/min，剪切时间为25min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水。其他处理与实施例1一致。
对比例3
与实施例1不同的是，剪切速率为2000r/min，剪切时间为15min。其他处理与实施例1一致。具体为：首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.2；含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该沉淀池依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，其中，氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.1：1进行投加，聚合氯化铝的投加量为90mg/L，氟化钙的投加量为130mg/L，透闪石的粒径为600目，其投加量为氟化钙的8％；启动高速剪切机处理，剪切速率为2000r/min，剪切时间为15min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水。其他处理与实施例1一致。
将对比例1-3废水处理前后氟离子浓度进行检测，计算对氟离子的去除率，并检测最终收集污泥的含水率。其中氟离子浓度采用氟试剂分光光度法测定废水中氟的浓度。结果如下表2：
表2对比例1-3对含氟废水处理结果
对比例1采用白云石替换为透闪石，采用氟化钙替换氟磷酸钙，与实施例1相比，效果均明显下降。本发明使用透闪石结合氟化钙，去氟效果更佳。本发明使用透闪石和氟化钙协同作用，作为晶种，促进废水中氟离子快速且稳定沉积在晶种上，提高球晶的生长速率，提高去氟效果。
对比例2减少透闪石的投加量，与实施例1相比，含氟废水处理效果有所下降。采用本发明一定投加量的透闪石，有助提高含氟废水处理效果。
对比例3调整剪切工艺，与实施例1相比，对氟离子的去除率有所下降，而且污泥含水率增大。采用本发明的剪切工艺，去氟效果更佳，而且利于降低污泥含水量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种结晶诱导法联合TMF膜处理碱性含氟废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先含氟废水进入调节池，将废水调控pH值为8.0-8.5；
(2)含氟废水调节池的出水经进入一级化学沉淀反应池，在该一级化学沉淀反应池 依次投加氯化钙、聚合氯化铝、氟化钙和透闪石，所述氟化钙的投加量为120-150mg/L，所述透闪石的投加量为氟化钙的6～10％；启动高速剪切机处理，剪切速率为5400-5600r/min，进入一级混凝沉淀池，再进入一级斜管沉淀池，一级出水；
(3)一级出水进入二级化学沉淀反应池，该池依次投加氯化钙、聚合氯化铝，搅拌反应后，进入二级混凝沉淀池，在二级混凝沉淀池投加聚丙烯酰胺，然后流入二级斜管沉淀池，经二级斜管沉淀池，二级出水；
(4)最后二级出水再经过管式微滤膜的处理，处理后出水。
2.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氯化钙按照钙：氟摩尔比为2.0-2.3：1进行投加。
3.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述聚合氯化铝的投加量为80-100mg/L。
4.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述透闪石的粒径为600-700目。
5.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高速剪切时间为20-30min。
6.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌反应具体为：在200-230r/min转速下搅拌反应5-10min，在50-100r/min转速下搅拌反应40-50min。
7.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，按照钙：氟摩尔比为1.1：1投加氯化钙。
8.根据权利要求1所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚合氯化铝的投加量45-55mg/L，所述聚丙烯酰胺投加量2-3mg/L。
9.根据权利要求1-8任一项所述的含氟废水的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含氟废水处理前的氟离子浓度在20～30mg/L。
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