[发明专利]适用于微污染原水的水处理除氟剂及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于微污染原水的水处理除氟剂及其制备和使用方法，将铝盐、铁盐、硅化合物、钛盐、铵化物、胺化物、碱化物、氧化剂以及水等原料组分，通过溶解、混合、碱化/聚合、氧化、熟化步骤制备得到外观为透明溶液的本除氟剂产品。本发明在传统除氟剂基础上引入钛盐、铵化物、胺化物，以增强水中氟化物的去除效果，同时在制备过程中采用碱化/聚合、氧化的方法更进一步增强除氟作用并减少药剂的残留；除氟效果好，且处理后出水酸化程度低，药剂残留量少不增加出水硬度。同时，本发明使用方便，无需新增水处理设施，无需二次投加其它絮凝剂或助凝剂，达到高效除氟的同时对水中悬浮颗粒、化学需氧量、总磷、金属汞等污染物协同去除效果。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种适用于微污染原水的水处理除氟剂及其制备和使用方法。

背景技术

随着近几年采矿、化肥、冶炼、煤化工、电解铝等产业的迅速发展，含氟废水的排放加剧了氟对环境的污染。加之我国西北地区受自身地质环境影响，地下水氟化物本底浓度较高，属于氟污染高发区，具有污染面积广，污染程度高，治理难度大等特点。氟污染对人民身体健康及生态环境保护有着较大负面的影响，成为一个亟待解决的问题。在防治地方性氟病与消除氟危害方面政府作了大量工作和努力，但在如何根治地方性氟病、降低氟的生态环境风险方面成效并不显著，所以水中氟离子的去除技术具有很高的开发及应用价值。

目前公开的除氟剂大多利用钙盐中的钙离子与氟离子反应生成氟化钙沉淀而除去，但这种方式只适用于氟化物浓度达到几百甚至几千上万mg/L的工业废水，且处理后出水氟化物浓度往往还有数十mg/L，与现行的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)以及《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中对氟化物浓度小于1.0mg/L的要求还有较大差距。对于氟化物浓度在1-10mg/L的微污染原水，要使处理后氟化物浓度小于1.0mg/L，若采用传统钙离子除氟剂往往达不到要求，采用氧化铝吸附法则运行操作复杂且存在吸附剂再生困难问题，若采用反渗透等膜处理法则处理成本高。

铝盐对水中氟化物也有一定的去除效果，其作用原理主要是依靠铝盐水解产生的氢氧化铝胶体对氟化物的吸附作用，或者氟离子取代铝羟基化合物中的羟基生成氟代铝羟基化合物而去除。但是，单纯的铝盐对氟化物的捕获能力有限，且往往需要较高的Al/F。

才能达到理想的除氟效果，而高铝投加量会导致出水铝离子或者与其复配的阴离子浓度显著升高。开发和使用一种复配的高效、低残留且适用于微污染原水的水处理除氟剂成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种适用于微污染原水的水处理除氟剂及其制备和使用方法，实现微污染原水中氟化物的去除。该除氟剂除氟效率高、对水体酸化程度低、残留量小，且在去除氟化物的同时无需投加其它絮凝剂或助凝剂，对水中悬浮颗粒(SS)、化学需氧量(COD_Cr)、总磷(TP)、金属汞等污染物有较强的协同去除效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种适用于微污染原水的水处理除氟剂，每百份除氟剂包括以下质量份原料组分：铝盐1-30份、铁盐1-30份、硅化合物1-15份、钛盐1-20份、铵化物1-3份、胺化物1-3份、碱化物1-5份、氧化剂1-10份、其余为水。

作为上述方案的优选，所述铝盐包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铝铁、三氯化铝、硫酸铝、硅酸铝、铝酸钠、十二水硫酸铝钾中的至少一种；

所述铁盐包括聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁、聚合硅酸铁、聚合硅酸铝铁、高铁酸钠、高铁酸钾、三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铁铵中的至少一种；

所述硅化合物包括聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合硅酸铝铁、硅酸钠、硅酸镁铝、聚硅氧烷改性硅油、氨基硅油、羧基硅油、环氧基硅油、甲基丙烯基硅油中的至少一种；