含氟废水的深度处理
含氟废水主要是通过添加钙盐形成难溶盐C a F 2的方法进行处理的。随着废水排放标准的提高,用钙盐沉淀法处理后的废水往往需要进一步的处理。滤层吸附和离子交换法是迄今为止最主要的深化处理技术,其吸附剂主要有:活性氧化铝、骨炭、沸石、磷灰石等。但由于其吸附容量低、再生工艺复杂、机械稳定性差等缺点,限制了它们的广泛应用。
国外大量的基础研究表明,某些金属的水合氧化物具有较高的吸附阴阳离子的能力。吸附处理的对象主要为水中的F-、H2AsO4、 HAsO4~2-。、 H2PO4~-、HPO4~-, 一等离子及其它许多金属离子, 如CrO4~2-、Mn2+等。有研究表明:锆盐对氟的去除效果较好,但成本太高,不能被直接利用。因此,我们采用火力发电厂废树脂为基体,以锆盐浸渍基体 ,在一定条件下使其水解,制得由锆水合氧化物负载的吸附剂。利用该吸附剂处理含氟水样,具有吸附容量大、使用寿命长、可再生等优点。对于处理高氟饮水和含氟工业废
水,特别是对于火电厂含氟废水的深度处理,具有较好的应用前景。
载体树脂为火力发电厂产生的废树脂。氟化钠、氧氯化锆、硼酸、氯化钙、氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、氯化钠等试剂均为分析纯。
将一定量的树脂载体浸渍于一定浓度的氧氯化锆溶液中,水解一段时间后使用。
制备负载树脂的过程中,在相同的实验条件下选用不同的锆浓度条件制备负载树脂.所得的树脂分别用于进行静态吸附试验,得到在C一:0.1mol/L时各树脂的平衡吸附量q.图l列出了制备负载树脂时不同锆浓度对q的影响.当锆的浓度为0.08、0.1、0.3、0.5mol/L时,q依次明显增加.当锆的浓度为2、4mol/L时,q增加不显著.考虑到实际操作成本以及药品过量时会造成浪费,在制备负载树脂时,选择锆的浓度为0.5mol/L。
脱附试验
该负载树脂吸附氟离子后,对其进行静态脱附试验,结果如图。pH值越高,脱附率越高,脱附速度越快。其中,pH值为12.0、12.5条件下,20min时脱附率已达95%以上。考虑到实际操作选择pH值为12.0进行脱附。
动态吸附试验
采用双柱吸附,模拟火电厂含氟废水成分如下:CF-:10 mg/L,CB3+:200 mg/L,Cca2+:100 mg/L,CMg2:200 mg/L,Cso4~2-=5 500 mg/L Ccl-: 4 000mgiL,其流向为经过1柱流向2柱。动态吸附试验进行了两个周期,结果如图.运行第一周期时,1柱和2柱出水达到1mg/L时的通水倍数分别为410倍和l500倍;运行第二周期时,l柱和2柱出水达到1mg/L时的通水倍数分别为250倍和l050倍。负载树脂的吸附容量较大,但在第二周期运行时,负载树脂的吸附能力有所下降。
动态脱附试验
第一周期运行完毕后,计算l柱和2柱的吸附量分别为4295.9和l943.2 mg,将负载树脂按步骤进行脱附,计算脱附量分别为4l17.6和l892.4 mg,脱附率分别为95.7%和97.3%。结果表明,1柱和2柱的脱附率均在95%以上,脱附效果较好。负载树脂吸附能力下降的原因可能是水合氧化锆在树脂附着的稳定性不够,发生了转移和流失,有待进一步研究。
结论
制备负载树脂的适宜锆浓度为0.5mol/L,该负载树脂吸附和脱附的适宜pH值分别为4.0和12.0。采用该负载树脂对模拟电厂含氟废水进行了处理,取得了较好的除氟和再生效果;但是,在处理过程中,负载树脂的吸附性能有所下降。下一步研究应该考虑改善制备负载树脂时的水解条件,以期增加水合氧化锆在树脂上的稳定性。
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