[发明专利]一种除氟剂

说明书

本发明公开了一种除氟剂及其制法及采用上述除氟剂深度除氟的方法，本发明除氟剂以壳聚糖作为骨架，在乙酸中通过其与金属离子共沉物充分螯合，从而有效提高壳聚糖在酸性条件下的机械强度，同时，还能有效避免金属离子反溶带来的二次污染；另外，多种金属离子形成的共沉物不仅能够增大除氟剂的适用pH范围，还能大幅提升对氟离子的吸附去除性能以及污泥絮体沉降速度；本发明制备方法通过反向共沉淀法得到多种金属离子共沉物，共沉物粒径均匀，无结块、团聚现象，从而使壳聚糖上金属活性位点分散均匀，提高除氟剂的吸附性能；最后再利用本发明除氟剂进行深度除氟时，通过将沉淀池内一定比例的污泥回流，能够有效增大絮体密实度，从而增大污泥絮体沉降速度，使氟离子的去除率达到95％以上，Fsupgt;‑/supgt;浓度降低至1.0mg/L以下。

技术领域

本发明涉及一种除氟剂，还涉及上述除氟剂的制备方法，最后涉及采用上述除氟剂进行深度除氟的方法。

背景技术

含氟废水为电子行业的常见废水，具有水量大、生物毒性强的特点。目前常用的除氟方法包括化学沉淀法和混凝沉淀法。化学沉淀法一般以石灰水作为沉淀剂，通过Ca²⁺与F^-生成CaF₂沉淀从而将氟离子从废水中分离去除。化学沉淀法具有处理水量大、成本低的优点，但经该方法处理后，氟浓度降低至10～20mg/L，仍远超过国家环保标准所规定的出水F^-＜1mg/L，因此化学沉淀法仅适用于含氟废水的初级处理。此外该过程所使用的药剂投加量大、污泥含水率高且难以回收利用。混凝沉淀法是向含氟废水中加入混凝剂，适当调节pH后，形成絮状胶体，胶体通过化学或物理作用与水中的氟离子结合，最后形成沉淀被排出。常见的混凝剂主要以铝盐和铁盐为主，具体如氧化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铁等。混凝沉淀法作为含氟废水深度处理方法可将出水F^-浓度降低至1.0mg/L以下，但该类混凝剂对反应pH要求严格，生成的絮体松散、沉降性能差，Al³⁺的反向溶出会造成二次污染，危害人体健康。

发明内容

发明目的：本发明目的旨在提供一种在除氟应用过程中pH适用范围广，形成的絮体密实度高，从而提高污泥沉降性能的除氟剂；本发明另一目的是提供上述除氟剂的制备方法及采用上述除氟剂进行深度除氟的方法。

技术方案：本发明所述的除氟剂，由如下质量比的组分制备得到以壳聚糖为生物分子骨架，铝-铁-稀土金属共混物负载在骨架上，形成具有多个活性位点的螯合物；其中，铝盐：铁盐：稀土材料：壳聚糖：乙酸的质量比为5～10：5～10：15～20：5～10：3～5。

其中，所述壳聚糖的脱乙酰度为80％～95％。

其中，所述铝盐为氯化铝；所述铁盐为聚合氯化铁；所述稀土材料为硝酸镧、氯化镧、氧化镧、氢氧化镧、硝酸铈、氯化铈、氧化铈或氢氧化铈中的任意一种。

上述除氟剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将配方量的铝盐、铁盐与稀土材料加入到水中，充分溶解后在室温下搅拌，得到混合溶液；

(2)将混合溶液缓慢滴加到氢氧化钠溶液中，反应生成金属离子共沉物；

(3)分离沉淀物，清洗、干燥后研磨，得到粉体；

(4)将壳聚糖溶解于乙酸中，再加入水(加入水的目的是防止粉体在壳聚糖-乙酸溶液中溶解不充分)，将上述粉体加入壳聚糖-乙酸溶液中，充分搅拌，使金属离子与壳聚糖充分螯合，获得混合液；

(5)将混合液通过真空冻干方式获得粉末状除氟剂。

其中，步骤(2)中，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％，氢氧化钠溶液浓度过低可能造成Al、Fe、La生成沉淀的速度不一致，共沉物中Al、Fe、La分布不均匀；