公布日：2023.10.20
申請日：2023.09.14
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01D69/02(2006.01)I;B01D67/00(2006.01)I;B01D71/34(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/
461(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發明涉及一種含氟廢水處理方法，用以處理含氟廢水，所述含氟廢水處理方法先后經沉淀過濾系統過濾、微電解系統電解、膜過濾系統過濾、吸附系統吸附和污泥處理系統處理后，氟離子去除率最高可達98%，COD去除率最高可達96.9%；本發明采用鐵碳微電解系統，鐵碳顆粒之間存在著電位差而形成了無數個細微原電池，這些細微電池是以電位低的鐵做為陰極，電位高的碳做為陽極，在含氟廢水中發生電化學反應的，反應的結果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進入溶液；同時向電解器內投加氧化劑雙氧水，在亞鐵離子的催化作用下產生羥基自由基，羥基自由基具有很強的氧化能力，使廢水中難降解的有機物降解成小分子有機物。
權利要求書
1.一種含氟廢水處理方法，用于處理氟離子含量100-1000mg/L含氟廢水，以達到93.3-98.0%氟離子去除率的目的，所述含氟廢水處理方法先后包括：步驟A：沉淀過濾系統過濾；步驟B：微電解系統電解；步驟C：膜過濾系統過濾；步驟D：吸附系統吸附；以及步驟E：污泥處理系統處理；其中，在步驟C所述膜過濾系統中，采用簾式膜過濾，簾式膜材質采用改性聚偏氟乙烯薄膜，改性聚偏氟乙烯薄膜的制備方法包括：S1：將聚偏氟乙烯薄膜放入反應平板上，并在惰性氣體氣氛下用紫外光照射5-40s，得到活化后的聚偏氟乙烯薄膜；S2：按重量份，將0.08-0.6份NH2-MIL-88B(Fe)，1-5份聚氨酯二丙烯酸酯，50-400份DMF，0.5-2份三乙胺，60-85℃下反應0.5-5h；S3：在S2反應釜再加入1-3份光引發劑，混合均勻后，放入S1中活化后的聚偏氟乙烯薄膜和0.01-0.2份丙烯酸鎳，紫外光照射下在60-85℃下反應0.5-5h，取出聚偏氟乙烯薄膜，洗滌，干燥，得到改性聚偏氟乙烯薄膜；在所述步驟B中，所述的微電解系統為鐵碳微電解，鐵為陰極，碳為陽極；微電解的同時向電解器內加入雙氧水，加入量為含氟廢水的1-4wt%，含氟廢水發生電化學反應，將含氟廢水中的有機物降解成小分子有機物，鐵碳微電解的時間為1-2h；在步驟A中，所述沉淀過濾系統過濾時，向含氟廢水中加入沉淀劑，沉淀過濾5-10h，經混凝沉淀后的廢水，通過鹽酸溶液來調節pH至7；所述沉淀劑為氧化鈣、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種；加入量為含氟廢水的5-10wt%。
2.根據權利要求1所述一種含氟廢水處理方法，其特征在于：所述膜過濾系統中簾式膜的膜通量為10-50L/（m2·h），停留時間為4-8h。
3.根據權利要求1所述一種含氟廢水處理方法，其特征在于：在所述步驟D中，所述吸附系統吸附時，采用活性炭作為吸附劑，活性炭的粒徑為1-5mm，每立方廢水中活性炭加入量為2-5kg，吸附時間為10-60min。
4.根據權利要求1所述一種含氟廢水處理方法，其特征在于：所述污泥處理系統包括：沉淀過濾系統后的污泥，并經板框壓濾機進行泥水的分離，分離后的污泥外運做無害化處理，分離后的濾液返回至沉淀過濾系統。
5.根據權利要求1所述一種含氟廢水處理方法，其特征在于：所述光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲�；�-二苯基氧化膦，2,4,6-三甲基苯甲�；⑺嵋阴ズ�2-甲基-1--2-嗎琳基-1-丙酮中的任意一種或多種。
6.根據權利要求1所述一種含氟廢水處理方法，其特征在于：所述惰性氣體氣氛是氮氣、氬氣或氦氣氛，或者是它們的混合氣體氣氛。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種含氟廢水處理方法，先后包括：沉淀過濾系統過濾、微電解系統電解、膜過濾系統過濾、吸附系統吸附和污泥處理系統處理后,用于處理氟離子含量100-1000mg/L含氟廢水，以達到93.3-98.0%氟離子去除率的目的。
進一步的，所述沉淀過濾系統過濾時，向含氟廢水中加入沉淀劑，經混凝沉淀后的廢水，通過鹽酸溶液來調節pH至7。
進一步的，所述沉淀劑為氧化鈣、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種；加入量為含氟廢水的5-10wt%。
進一步的，所述微電解系統為鐵碳微電解，鐵為陰極，碳為陽極，同時向電解器內加入雙氧水，加入量為含氟廢水的1-4wt%；含氟廢水發生電化學反應，微電解系統將含氟廢水中的有機物降解成小分子有機物，鐵碳微電解的時間為1-2h。
進一步的，所述膜過濾系統過濾時，采用簾式膜過濾，膜通量為10-50L/（m2·h），停留時間為4-8h。
進一步的，所述簾式膜材質采用改性聚偏氟乙烯薄膜，改性聚偏氟乙烯薄膜制備方法包括：
S1：將聚偏氟乙烯薄膜放入反應平板上，并在惰性氣體氣氛下用紫外光照射5-40s，得到活化后的聚偏氟乙烯薄膜；
S2：按重量份，將0.08-0.6份NH2-MIL-88B(Fe)，1-5份聚氨酯二丙烯酸酯，50-400份DMF，0.5-2份三乙胺，60-85℃下反應0.5-5h；
S3：在S2反應釜再加入1-3份光引發劑，混合均勻后，放入S1中活化后的聚偏氟乙烯薄膜和0.01-0.2份丙烯酸鎳，紫外光照射下在60-85℃下反應0.5-5h，取出聚偏氟乙烯薄膜，洗滌，干燥，得到改性聚偏氟乙烯薄膜。
進一步的，所述光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲�；�-二苯基氧化膦，2,4,6-三甲基苯甲�；⑺嵋阴ズ�2-甲基-1-
-2-嗎琳基-1-丙酮中的任意一種或多種。
進一步的，所述吸附系統吸附時，采用活性炭作為吸附劑，每立方廢水中活性炭加入量為2～5kg，吸附時間為10～60min。
進一步的，所述活性炭的粒徑為1-5mm。
進一步的，所述污泥處理系統包括：沉淀過濾系統后的污泥，并經板框壓濾機進行泥水的分離，分離后的污泥外運做無害化處理，分離后的濾液返回至沉淀過濾系統。
進一步的，所述惰性氣氛是氮氣、氬氣或氦氣氛，或者是它們的混合氣體氣氛。
反應機理可能涉及以下過程：
1、鐵碳微電解系統，鐵碳顆粒之間存在著電位差而形成了無數個細微原電池，這些細微電池是以電位低的鐵做為陰極，電位高的碳做為陽極，在含氟廢水中發生電化學反應的，反應的結果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進入溶液；同時向電解器內投加氧化劑雙氧水，在亞鐵離子的催化作用下產生羥基自由基，羥基自由基具有很強的氧化能力，使廢水中難降解的有機物降解成小分子有機物；
2、含鐵的氨基配體NH2-MIL-88B(Fe)和聚氨酯二丙烯酸酯中的一個丙烯基加成反應，進而引入含鐵的氨基配體；
3、活化聚偏氟乙烯和聚氨酯二丙烯酸酯中的另一個丙烯基，同時引入丙烯酸鎳，將氨基和丙烯酸鎳通過加聚反應引入到聚偏氟乙烯薄膜上，得到烯改性聚偏氟乙薄膜。
本發明的一種含氟廢水處理方法，與現有技術相比，本發明具有以下顯著效果：
1、本發明采用鐵碳微電解系統，鐵碳顆粒之間存在著電位差而形成了無數個細微原電池，這些細微電池是以電位低的鐵做為陰極，電位高的碳做為陽極，在含氟廢水中發生電化學反應的，反應的結果是鐵受到腐蝕變成二價的鐵離子進入溶液；同時向電解器內投加氧化劑雙氧水，在亞鐵離子的催化作用下產生羥基自由基，羥基自由基具有很強的氧化能力，使廢水中難降解的有機物降解成小分子有機物；
2、本發明的含氟廢水處理工藝，經沉淀過濾系統、微電解系統、膜過濾系統、吸附系統、污泥處理系統處理后，氟離子去除率最高可達98%，COD去除率最高可達96.9%；本發明的簾式膜采用的改性聚偏氟乙烯薄膜中添加了NH2-MIL-88B(Fe)的含鐵的氨基配體，可以更好的過濾廢水中的鐵離子，丙烯酸鎳的引入可有效提高耐HF的腐蝕性。
（發明人：張正雄）
