用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑及其制造方法，尤其涉及一種依靠在 廢水內(nèi)的氟發(fā)生凝集反應(yīng)（agglutination reaction)時(shí)作為重要因素起作用的錯(cuò)和鹽基 度（basicity)及锫，獲得提高去氟能力的錯(cuò)锫氯化物（chloride)狀態(tài)無機(jī)凝結(jié)劑，通過該 無機(jī)凝結(jié)劑進(jìn)一步提高去氟效率，通過提高去氟能力的鋁鋯氯化物態(tài)無機(jī)凝結(jié)劑制造弱堿 性（Weakly basic)氯化鋁鋯，通過化學(xué)處理讓下水或污廢水所含氟發(fā)生凝集反應(yīng)，使之形 成絮凝物（floe)易于沉淀，可進(jìn)一步提高氟凝集能力，提高去氟效率，可最大限度減少污泥 (sludge)生成量，可顯著降低廢水去氟處理費(fèi)用的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑及其制 造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)的日益發(fā)達(dá)，正產(chǎn)生大量包括廢水在內(nèi)的各種環(huán)境污染物。這種環(huán)境污 染物的排出會(huì)導(dǎo)致大氣、水、土壤嚴(yán)重污染。隨著人們對(duì)環(huán)境污染的重視，目前降低環(huán)境污 染物的排放，有效處理、減少工業(yè)廢棄物已經(jīng)成為人類面臨的重要課題。
[0003] 所述環(huán)境污染物中占據(jù)最大比例的工業(yè)廢棄物，其種類非常多，如廢酸、廢堿、廢 油、污泥、廢石棉、廢農(nóng)藥、廢合成高分子化合物等，處理這些各種各樣的廢棄物，需要投入 相當(dāng)大的努力和費(fèi)用。
[0004] 尤其，處理廢水的技術(shù)通常利用化學(xué)凝聚或微生物處理、離子交換、吸附劑氧化法 等。為了化學(xué)凝聚，通常使用鐵鹽系無機(jī)凝結(jié)劑或鋁系無機(jī)凝結(jié)劑。而單獨(dú)使用這些無機(jī)凝 結(jié)劑時(shí)，即便提高其使用量，有時(shí)還是無法去除浮游物、溶解性有機(jī)質(zhì)（dissolved organic matter)等。為了解決這一問題，需要增加凈水處理的負(fù)載量，而這會(huì)導(dǎo)致自來水價(jià)格上升 的問題，存在副作用。尤其，洪水等原因引發(fā)暫時(shí)性原水濁度上升或夏天PH值變化大時(shí)，很 難只用無機(jī)凝結(jié)劑進(jìn)行有效的凝集反應(yīng)。
[0005]另外，使用鋁系無機(jī)凝結(jié)劑時(shí)，處理水會(huì)存在殘留鋁。據(jù)報(bào)告，鋁是引發(fā)又稱阿茲 海默氏癥（Alzheimer's disease)的老年癡呆癥等腦部疾病的原因之一。在韓國，從1996 年起限制飲用水中的鋁濃度為〇. 2 mg /1以下，為了處理廢水，大量使用鋁系無機(jī)凝結(jié)劑受 到很大的局限。鐵鹽系無機(jī)凝結(jié)劑如果使用過量，則處理水會(huì)發(fā)紅，而且產(chǎn)生很多污泥，且 由于產(chǎn)生鐵細(xì)菌（Iron bacteria)、引發(fā)異味，或者沉淀在水管中，產(chǎn)生水垢（scale)。
[0006] 氟元素由于化學(xué)活性強(qiáng)，用于多種化學(xué)反應(yīng)。尤其在清洗及蝕刻中使用含氟化合 物的電子產(chǎn)品工廠排放的廢水以氟化鈉（NaF)、氟化鋁（AlF 3),氟化氫（HF)形式含有大量氟 元素，處理廢水非常困難，而韓國水質(zhì)環(huán)境保全法規(guī)定這些氟化物的排放標(biāo)準(zhǔn)為15ppm以 下，大氣環(huán)境保全法規(guī)定了氣態(tài)氟化物的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0007] 處理含氟廢水的方法大體上有使用離子交換樹脂和多孔鋁的方法，使用Ca化合 物及Al化合物的沉淀法，使用稀土類化合物的沉淀法等。而使用離子交換樹脂和多孔鋁的 方法，由于交換容量存在局限，很難適用于工業(yè)廢水處理，工業(yè)去氟中通常適用依靠Ca和 Al或稀土類化合物的沉淀法。
[0008] 使用Ca和Al化合物去氟時(shí)，雖然可以同時(shí)去除COD (化學(xué)需氧量，Chemical Oxygen Demand)，但其氟離子去除效率低，存在投放劑量大、產(chǎn)生很多污泥的缺陷。
[0009] 而利用稀土類化合物的方法，雖然其去氟效率高，投放劑量及處理殘留物少，作為 去氟劑性能優(yōu)秀，但其去除廢水中COD的效率不足。從而，想通過稀土類化合物同時(shí)去除非 中中的氟和COD時(shí)，需要大量投放昂貴的稀土類元素，而使用其他專門去除COD的水處理劑 時(shí)，會(huì)存在讓工序變得復(fù)雜，加大設(shè)備的問題。
[0010] 而大韓民國注冊(cè)專利第10-0984448號(hào)公開了一種廢水去氟方法，其利用電熔爐 (electric furnace)的還原爐漁（slag),穩(wěn)定去除高濃度含氟廢水中的氟。
[0011] 其公開的具體技術(shù)細(xì)節(jié)為包括第1步驟，把含氟廢水灌入填充塔后，向所述填充 塔內(nèi)投放電熔爐還原爐渣，以熒石（CaF2)形式，沉淀去除廢水中的氟；第2步驟，把第1步驟 的廢水注入反應(yīng)凝集槽，投放消石灰（Ca(OH)2)，凝集沉淀廢水中的殘余氟元素；第3步驟， 把實(shí)施第2步驟后的廢水排出到沉淀槽，只排放上清液；通過這些步驟去除廢水中的氟。 [0012] 但是現(xiàn)有技術(shù)的廢水去氟方法，不僅需要使用處理高濃度含氟廢水的填充塔、反 應(yīng)凝集槽及沉淀槽等設(shè)施，增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且第1、2步驟投入讓氟發(fā)生凝集反應(yīng)的電熔 爐還原爐渣和消石灰（Ca (OH) 2)，使作業(yè)效率及去氟效率大幅降低。
[0013] 先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] (專利文獻(xiàn)1)大韓民國注冊(cè)專利公報(bào)第10-0984448號(hào)（注冊(cè)日：2010年09月20 曰）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明的課題
[0017] 本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有問題點(diǎn)而提出的發(fā)明，其目的在于提供一種用于去氟 的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑，依靠在廢水內(nèi)的氟發(fā)生凝集反應(yīng)時(shí)作為重要因素起作用的鋁和鹽 基度及鋯，獲得提高去氟能力的鋁鋯氯化物狀態(tài)無機(jī)凝結(jié)劑，通過該無機(jī)凝結(jié)劑進(jìn)一步提 1?去氟效率。
[0018] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法，通過 提高去氟能力的鋁鋯氯化物態(tài)無機(jī)凝結(jié)劑制造弱堿性氯化鋁鋯，通過化學(xué)處理讓下水或污 廢水所含氟發(fā)生凝集反應(yīng)，使之形成絮凝物易于沉淀，進(jìn)一步提高氟凝集能力，提高去氟效 率，最大限度減少污泥生成量，顯著降低廢水去氟處理費(fèi)用。
[0019] 技術(shù)解決方案：
[0020] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑，其特征在 于：
[0021] 混合氫氧化鋁（Al (OH) 3) 30~35重量％，鹽酸（HCl) 65~70重量％形成混合合成 物，
[0022] 包括所述混合合成物57~65重量％，鋯化合物1~5重量％，鹽酸（HCl) 19~23 重量％及水（H2O) 15重量％。
[0023] 所述鎂化合物是選自鋯化合物是選自氯氧化鋯（ZrOCl2)、氯化鋯（ZrCl 4)、氫氧化 鋯（Zr(OH)4)、硫酸鋯（ZrSO4)的某一種。
[0024] 另外，本發(fā)明提供一種用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法，其特征在于：包 括
[0025] (a)攪拌混合氫氧化鋁（Al (OH) 3) 30~35重量％，鹽酸（HCl) 65~70重量％調(diào)配 混合物的步驟；
[0026] (b)把所述（a)步驟的混合物，在溫度100~200°C及壓力3~5kgf/cm2條件下， 反應(yīng)6~8小時(shí)，生成如下化學(xué)式（1)表示的含鋁氯化物的1次合成物的步驟；
[0027] [Al2(0H)nCl6-n]m(S*n=0.6，m=10)................化學(xué)式（1)
[0028] (c)把所述（b)步驟的1次合成物57~65重量％，鋯化合物1~5重量％，鹽酸 (HCl) 19~23重量％及水（H2O) 15重量％，以70~90°C溫度加熱50~70分鐘的同時(shí)攪 拌混合，生成2次合成物的步驟；
[0029] (d)把所述（c)步驟的2次合成物以30~80°C、30~90rpm條件,攪拌0? 5~1 小時(shí)，制造含鋁氯化物和含鋯氯化物得到穩(wěn)定的弱堿性氯化鋁鋯（AMC)合成物的步驟。
[0030] 所述（C)步驟的鎂化合物是選自氯氧化鋯（ZrOCl2)、氯化鋯（ZrCl 4)、氫氧化鋯 (Zr(OH)4)、硫酸鋯（ZrSO4)的某一種。
[0031] 所述（d)步驟制造的弱堿性氯化鋁鋯，其氧化鋁（Al2O3)濃度為5~15%，鹽基度為 0? 1~10%及鋯濃度為0? 1~5%。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 本發(fā)明提供一種用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑，依靠在廢水內(nèi)的氟發(fā)生凝集反 應(yīng)時(shí)作為重要因素起作用的鋁和鹽基度及鋯，獲得提高去氟能力的鋁鋯氯化物狀態(tài)無機(jī)凝 結(jié)劑，可以通過該無機(jī)凝結(jié)劑進(jìn)一步提高去氟效率。
[0034] 本發(fā)明提供一種用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法，通過提高去氟能力的 鋁鋯氯化物態(tài)無機(jī)凝結(jié)劑制造弱堿性氯化鋁鋯，通過化學(xué)處理讓下水或污廢水所含氟發(fā)生 凝集反應(yīng)，可以使之形成絮凝物易于沉淀，進(jìn)一步提高氟凝集能力，提高去氟效率，可以最 大限度減少污泥生成量，顯著降低廢水去氟處理費(fèi)用。
[0035] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的 技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全 部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面，對(duì)本發(fā)明的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038] 本發(fā)明的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑，其混合氫氧化鋁（Al (OH)3) 30~35重 量％，鹽酸（HCl) 65~70重量％形成混合合成物，
[0039] 另外，包括所述混合合成物57~65重量％，鋯化合物1~5重量％，鹽酸（HCl) 19~23重量％及水（H 2O) 15重量％。
[0040] 這里，所述鋯化合物是選自氯氧化鋯（ZrOCl2)、氯化鋯（ZrCl4)、氫氧化鋯 (Zr(OH)4)、硫酸鋯（ZrSO4)的某一種。
[0041] 下面，對(duì)本發(fā)明的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042] 圖1為本發(fā)明的用于去氟的水處理用無機(jī)凝結(jié)劑制造方法流程圖。首先（a)步驟 中，相對(duì)于氧化鋁（Al 2O3)濃度為50~65%的氫氧化鋁（Al (OH) 3) 30~35重量％，攪拌混合 濃度為30~35%的鹽酸（HCl) 65~70重量％，調(diào)配混合物。所述氫氧化鋁（Al (OH) 3)為30 重量％以下時(shí)，相對(duì)讓鹽酸（HCl)的混合量增加到70重量％以上，很難制造混合物--含鋁 氯化物，而所述氫氧化鋁（Al(OH) 3)為65重量％以上時(shí)，由于過量混合，不會(huì)形成含鋁氯化 物。因此，如本發(fā)明的調(diào)配比例，混合氫氧化鋁（Al (OH) 3) 30~35重量％，鹽酸（HCl) 65~ 70重量％形成混合物為宜。
[0043] 另外，如果氫氧化鋁（Al (OH) 3)的氧化鋁（A1203)濃度為50%以下或65%以上，則 不能很好引發(fā)廢水所含氟元素凝集反應(yīng)。所以所述氫氧化鋁（Al(OH) 3)的氧化鋁（Al2O3)濃 度為50~65%，與之混合的鹽酸（HCl)濃度為30~35%。
[0044] (b)步驟中，把所述（a)步驟的氫氧化鋁（Al(OH)3)和鹽酸（HCl)混合物，在溫度 100~200°C及壓力3~5kgf/cm 2條件下，反應(yīng)6~8小時(shí)，生成如下化學(xué)式（1)表示的含 鋁氯化物的1次合成物。
[0045] [Al2(0H)nCl6-n]m(S*n=0.6，m=10)................化學(xué)式（1)
[0046] 這里，如果把所述氫氧化鋁（Al (OH) 3)和鹽酸（HCl)混合物，以100°C以下溫度加 熱6~8小時(shí)，則很難生成含鋁氯化物，如果把所述氫氧化鋁（Al(OH) 3)和鹽酸（HCl)混合 物，以200°C以上溫度加熱6~8小時(shí)，則含鋁氯化物內(nèi)的氧化率（Al2O 3)濃度會(huì)過高，很難 制造后述用于