含氟廢水的深度處理
含氟廢水主要是通過添加鈣鹽形成難溶鹽C a F 2的方法進行處理的。隨著廢水排放標準的提高,用鈣鹽沉淀法處理后的廢水往往需要進一步的處理。濾層吸附和離子交換法是迄今為止最主要的深化處理技術,其吸附劑主要有:活性氧化鋁、骨炭、沸石、磷灰石等。但由于其吸附容量低、再生工藝復雜、機械穩定性差等缺點,限制了它們的廣泛應用。
國外大量的基礎研究表明,某些金屬的水合氧化物具有較高的吸附陰陽離子的能力。吸附處理的對象主要為水中的F-、H2AsO4、 HAsO4~2-。、 H2PO4~-、HPO4~-, 一等離子及其它許多金屬離子, 如CrO4~2-、Mn2+等。有研究表明:鋯鹽對氟的去除效果較好,但成本太高,不能被直接利用。因此,我們采用火力發電廠廢樹脂為基體,以鋯鹽浸漬基體 ,在一定條件下使其水解,制得由鋯水合氧化物負載的吸附劑。利用該吸附劑處理含氟水樣,具有吸附容量大、使用壽命長、可再生等優點。對于處理高氟飲水和含氟工業廢
水,特別是對于火電廠含氟廢水的深度處理,具有較好的應用前景。
載體樹脂為火力發電廠產生的廢樹脂。氟化鈉、氧氯化鋯、硼酸、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉等試劑均為分析純。
將一定量的樹脂載體浸漬于一定濃度的氧氯化鋯溶液中,水解一段時間后使用。
制備負載樹脂的過程中,在相同的實驗條件下選用不同的鋯濃度條件制備負載樹脂.所得的樹脂分別用于進行靜態吸附試驗,得到在C一:0.1mol/L時各樹脂的平衡吸附量q.圖l列出了制備負載樹脂時不同鋯濃度對q的影響.當鋯的濃度為0.08、0.1、0.3、0.5mol/L時,q依次明顯增加.當鋯的濃度為2、4mol/L時,q增加不顯著.考慮到實際操作成本以及藥品過量時會造成浪費,在制備負載樹脂時,選擇鋯的濃度為0.5mol/L。
脫附試驗
該負載樹脂吸附氟離子后,對其進行靜態脫附試驗,結果如圖。pH值越高,脫附率越高,脫附速度越快。其中,pH值為12.0、12.5條件下,20min時脫附率已達95%以上。考慮到實際操作選擇pH值為12.0進行脫附。
動態吸附試驗
采用雙柱吸附,模擬火電廠含氟廢水成分如下: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,其流向為經過1柱流向2柱。動態吸附試驗進行了兩個周期,結果如圖.運行第一周期時,1柱和2柱出水達到1mg/L時的通水倍數分別為410倍和l500倍;運行第二周期時,l柱和2柱出水達到1mg/L時的通水倍數分別為250倍和l050倍。負載樹脂的吸附容量較大,但在第二周期運行時,負載樹脂的吸附能力有所下降。
動態脫附試驗
第一周期運行完畢后,計算l柱和2柱的吸附量分別為4295.9和l943.2 mg,將負載樹脂按步驟進行脫附,計算脫附量分別為4l17.6和l892.4 mg,脫附率分別為95.7%和97.3%。結果表明,1柱和2柱的脫附率均在95%以上,脫附效果較好。負載樹脂吸附能力下降的原因可能是水合氧化鋯在樹脂附著的穩定性不夠,發生了轉移和流失,有待進一步研究。
結論
制備負載樹脂的適宜鋯濃度為0.5mol/L,該負載樹脂吸附和脫附的適宜pH值分別為4.0和12.0。采用該負載樹脂對模擬電廠含氟廢水進行了處理,取得了較好的除氟和再生效果;但是,在處理過程中,負載樹脂的吸附性能有所下降。下一步研究應該考慮改善制備負載樹脂時的水解條件,以期增加水合氧化鋯在樹脂上的穩定性。
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