[发明专利]一种pH调节复配剂及其在含氟水体沉淀吸附处理中的应用

说明书

本发明公开了一种pH调节复配剂及其在含氟水体沉淀吸附处理中的应用，所述复配药剂各组分按重量百分比为：聚合氯化铝40％‑60％，聚合氯化铁为10％‑15％。将上述药品配成液体药剂，按照一定比例投加在含氟废水中，通过机械搅拌，利用除氟剂本身微观调节水体pH至偏酸性，随后将上清液引入除氟树脂吸附塔处理。达到高效除氟的目的，具有制备投放药剂步骤简单，处理成本低，除氟率高等优点。

技术领域

本发明属于含氟废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种新型pH调节复配剂及其在含氟水体沉淀吸附处理中的应用。

背景技术

含丰富废水主要来源于氟化工、多晶硅片生产、有色金属冶炼、电器零件清洗、铝电解等工业生产过程，产生的废水中氟质量浓度一般在100-3000mg/L不等。如果含氟废水未经有效处理就排放，会对周围水环境造成氟污染。人体摄入过多的氟会导致氟斑牙、氟骨症。由于含氟废水对人体、动植物的不良影响，国家标准要求城镇污水处理厂污染物外排废水中氟质量浓度不能超过10mg/L。

对含氟废水的处理一般采用化学沉淀法和吸附法。化学沉淀法的基本原理是向含氟废水中投入石灰使其生成氟化钙沉淀，但沉淀法处理后的废水氟质量浓度一般在20mg/L以上，不能达标排放。吸附法由于操作简单、处理效果佳而被广泛研究。根据Pearson软硬酸碱理论，氟化物是硬碱性物质，可对硬酸性多价金属离子，即Al(Ⅲ)，La(Ⅲ)，Fe(Ⅲ)等呈现出强的亲和力。基于氟化物的上述特性，金属螯合型树脂作为有效的脱氟技术，近年来得到了更多的关注。然而树脂负载的金属氧化物在碱性条件下会使其失去H⁺而去质子化从而降低树脂除氟性能。

比如，中国专利公开号CN108996598A公开了一种双官能团金属螯合型树脂吸附剂的废水除氟技术，由双官能团螯合型树脂与高价金属离子配位形成金属螯合型树脂，再将待处理的含氟废液与该螯合树脂充分接触，利用金属离子对氟离子的配位作用，得到脱氟后的净化水。但金属螯合型树脂吸附能力受环境pH值的影响，碱性条件下氢氧根离子的存在导致了金属氧化物的去质子化，负电荷的金属氧化物和氟离子之间存在静电排斥，抑制了氟离子的吸附，酸性越强，树脂上质子化的金属氧化物越多。质子化的金属氧化物表面带正电，更有利于其通过静电吸引或者电偶极作用捕获氟离子和氟化氢，因此金属螯合型树脂吸附需要在偏酸性条件下进行。但传统的方法均是在废水中投加市售酸液(硫酸、盐酸或)不仅增加成本，同时调控pH步骤较为繁琐。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有利用吸附剂进行水体深度除氟工艺中，除氟效果不理想、出水不达标、成本高的问题，本发明提供一种pH调节复配剂并将其应用在含氟水体沉淀吸附处理中，利用金属螯合型树脂对经过一定预处理的含氟废水进行深度处理，处理前利用pH调节复配剂将水体调节到合适的pH，进而推进后续螯合树脂金属离子质子化，从而加强树脂除氟性能。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种pH调节复配剂，将其应用在含氟水体的沉淀吸附处理中，所述基础药剂按下述重量配比：

聚合氯化铝9％-27％，聚合氯化铁1-9％；

所述pH调节复配剂的密度为1.1-1.6g/cm³。

进一步地，所述聚合氯化铝用量不低于聚合氯化铁的用量；其中，聚合氯化铝和聚合氯化铁质量分数之和在10％～30％，水补足至100％。

进一步地，所述聚合氯化铝用量9％，聚合氯化铁用量1％，聚合氯化铝和聚合氯化铁质量分数之和为10％，水补足至100％。

进一步地，所述pH调节复配剂通过如下方式制备得到：在搅拌状态下向水中加入聚合氯化铝和聚合氯化铁，经充分搅拌混合均匀后，得到为透明溶液的除氟剂产品，机械搅拌速度为200r·min^-1，搅拌时间为5-10min。