专利名称：含氟水处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种吸附法处理水的工艺，具体涉及一种含氟水的处理工艺。
长期饮用含氟浓度超过1.5mg/l的水，会引起氟中毒，其主要表现是氟斑牙和氟骨症。根据我国《生活饮用水卫生标准》的规定，生活饮用水中含氟化物的量必须在1.0mg/l以下。有些地区的饮用水，含氟量过高，必须经过处理之后才可饮用。饮用水除氟的方法很多，如混凝沉淀法、吸附法、离子交换法、电渗析法、电解法及冷冻法等，这些方法或费药或费电或设备复杂，因而，处理费用高，初投资大。
工业废水中若含有氟，会污染江河、地下水，最后也会对人及生态环境造成危害。工业废水的除氟方法有钙盐沉淀法、吸附法、过磷酸钙离子交换法及反渗透法。应用最多的是钙沉淀法，如太原磷肥厂含氟废水的处理即用此法。其原理是在水中加入石灰(Cao)，Ca与F生成CaF2沉淀出来。采用此法，石灰破碎等劳动条件极差，成本高(处理每吨废水的成本高达1.4元)，废渣(CaF2)难以利用，造成二次环境污染。
本发明的目的在于开发一种经济有效、以废治废、综合利用的含氟废水处理工艺。
本发明的主要技术特征是以粉煤灰为吸附剂，采用浆态床或固定床进行吸附，固液分离后，达标水备用，含氟灰用于烧制建筑用砖或制成其它砌块。
本发明的工艺流程结合实施例说明如下实施例1高氟地区生活饮用水的处理。处理前水中含氟12-22.5mg/L。采用内径65mm的硬聚氯乙烯制成的吸附柱，下部的承托层为棕皮和卵石，总高100mm，其上部装4号粉煤灰，总高为2m，总重为4kg，水自上而下流过，滤速为0.9-1.2m/h。常压、室温下操作。
上述吸附剂(粉煤灰)的粒度分布见表1表1筛目 ＜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，约66%的粒子为40目以下，这表明这种粉煤灰的颗粒较粗。其物理性质和组分见表2中的4号灰。
表2
灰种 4号 5号比重(d2020) 1.878 2.230容重 g/cm30.567 0.618烧失量 % 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在用上述方法处理水的过程中，每小时进行一次水质分析，结果表明，9小时以内出水含氟量均低于饮用水标准1mg/L的要求，其他指标为浊度由25度降至1.2度，氯离子由13.08mg/L降至10mg/L，COD由1.45mg/l降至1.68mg/l。PH值保持中性，粉煤灰除氟量为12.8-44mg/kg(灰)，水中Cr、Pb及Hg等金属的溶出量都不超过允许的范围。
实施例2太原磷肥厂生产中产生的废水，平均含氟量约为700-1000mg/L，PH值为2-3。采用浆态床吸附后，用静置沉降法使灰水分离，处理后含氟在20mg/L以下，达到排放标准。吸附氟后的灰按25-50%的比例与石灰、水泥、沥青分别掺合，从而制成石灰砌块、水泥砌块或沥青砌块，与粘土掺合烧制成砖。上述砌块和砖30天的浸泡结果表明，氟的浸出率仅有0.01-1.67%，只要不把这些砌块或砖用于外墙或多水的地面，一般不会因氟的溶出造成二次污染。
浆态床的水/灰比为7-10，搅拌30-130分钟，转速为500rpm左右，功率水平约3-5W/m3，常温常压下操作，用5号粉煤灰为吸附剂，其物理性质和组成成份见表2。粒度分布如表3所示。
表3筛目 ＜20 20～ 40～ 60～ 80～ 100～ 120～ 140～% 0.2 0.4 1.1 1.2 4.8 22.3 18.8 1.3筛目 160～ 180～ ＜200% 28.8 0.5 22.2由此可见，5号灰粒径较细，50%的在160目以上，其中200目以上占22%。
浆态床的具体实施方案及其结果如下用容积为23升的塑料筒装入含氟700-1000mg/L、PH值为2的废水10升，加入5号灰1kg，连续搅拌，每隔1小时取样分析水中的含氟浓度，测定PH值。其结果为，PH在几分钟内由2增至6-7，稳定为中性不再变化。水中含氟量1小时后为40mg/L，1.5小时后为30mg/L，3.0小时为20mg/L，6小时后为15mg/L。
采用浆态床处理磷肥厂废水的投资概算表明其基建费用仅为目前通用的石灰沉淀法的22%，处理成本平均为0.98元/吨水，仅为石灰沉淀法的69%。
综上所述，采用粉煤灰固定床吸附含高氟的饮用水可以使其达到含氟1mg/L以下的饮用水标准。采用浆态床吸附粉煤灰吸附含氟工业废水，可以使废水达到20mg/L以下的排放标准，PH由碱性变为中性，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，达到以废治废的目的。
权利要求
1.一种含氟水处理工艺，其特征在于以粉煤灰为吸附剂，采用浆态床或固定床进行吸附，固液分离后，达标水备用，含氟灰用于烧制建筑用砖或制成砌块。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于所述的含氟水为高氟饮用水，采用粉煤灰为吸附剂，固定床吸附，滤速为0.9-1.2m/h。
3.如权利要求1所述的含氟水处理工艺，其特征在于所述的含氟水为含氟700-1000mg/L的工业废水，以粉煤灰为吸附剂，采用浆态床吸附，搅拌时间为30-180分钟，搅拌速度约500rpm，功率水平3-5W/m3，水/灰比为7-10，常温常压下操作，靠重力沉降分离，废水达标排放，含氟粉煤灰以25-50%的比例与石灰、水泥或沥青掺合制成建筑砌块，或与粘土混合烧成建筑用砖。
全文摘要
一种含氟水的处理工艺、它采用固定床粉煤灰吸附的方法可使高氟饮用水达到含氟1mg/l以下的饮用水卫生标准，采用浆态床吸附法可以使磷肥厂的含氟700-1000mg/l的工业废水达到含氟20mg/l以下的排放标准。含氟灰可用作制备建筑砌块或砖不会造成二次污染，从而达到以废治废的目的。该法与现有的石灰沉淀法相比投资仅为其22％，成本仅为其69％。
文档编号C02F1/28GK1063089SQ9110022
公开日1992年7月29日 申请日期1991年1月12日 优先权日1991年1月12日
发明者马志毅, 吴炳耀, 周凤鸣, 邢权, 杨文敏 申请人:太原工业大学, 山西医学院