本發(fā)明涉及水處理，尤其涉及一種氟化工廢水處理材料的制備過程及其在實際氟化工廢水和實驗室模擬含氟溶液中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氟化工及光伏行業(yè)等所產(chǎn)生的含氟廢水對人類和生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)的污染不容小視，利用廢棄物質(zhì)高效去除廢水中的氟離子對清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟都具有重要意義。目前處理含氟廢水主要的技術(shù)方法有：物理方法、?化學(xué)方法、?生物方法以及綜合方法。其中化學(xué)方法涉及利用化學(xué)原理對含氟廢水進行處理，?包括離子交換法和沉淀法。??離子交換法通過離子交換樹脂對廢水中的氟離子進行交換，?將氟離子吸附到樹脂上，?從而實現(xiàn)氟離子的去除。其中沉淀法的代表為鈣鹽沉淀法，?即向廢水中投加氫氧化鈣、?氫氧化鈉等沉淀劑，?使廢水中的氟離子與沉淀劑發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物，?從而實現(xiàn)含氟廢水的處理。?這種方法與石灰沉淀法類似，?但使用的沉淀劑不同，?同樣具有處理方便、?費用低的優(yōu)點，?但也可能面臨出水難以達標(biāo)和泥渣處理困難的問題。

2、物理處理方法包括沉淀、過濾、吸附、膜分離和紫外線輻照等。其中，沉淀和過濾是常見的傳統(tǒng)物理處理方法。沉淀法主要是利用物質(zhì)比重不同來實現(xiàn)分離，操作簡單，處理效率高，但無法徹底去除全部氟離子；過濾法主要是過濾介質(zhì)對氟離子的吸附，可以去除部分氟離子，但需要經(jīng)常更換過濾介質(zhì)，操作較為繁瑣。而吸附、膜分離和紫外線輻照等物理處理方法對含氟廢水處理效果有限?；瘜W(xué)沉淀是在含氟廢水中加入化學(xué)沉淀劑，使氟離子與沉淀劑產(chǎn)生反應(yīng)生成不溶于水的氟化物沉淀，通過沉淀分離出廢水，又面臨著處理成本高、化學(xué)品投加量大、反應(yīng)產(chǎn)物難于處理等問題。生物處理方法包括生物吸附、生物膜反應(yīng)器、生物處理-化學(xué)沉淀等。其中，生物吸附和生物膜反應(yīng)器是常用的生物處理方法。生物吸附是將含氟廢水中的氟離子通過微生物附著在物質(zhì)表面上，從而去除氟離子。生物膜反應(yīng)器則是通過微生物生長的方式，將廢水中的氟離子降解為無害物質(zhì)，并同時使氟離子被吸附在微生物表面，最終形成水中的生物膜，生物處理方法面臨著處理效果不穩(wěn)定、操作難度大、需要長時間運行等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種氟化工廢水處理材料的制備過程及其在實驗室模擬含氟溶液和實際含氟廢水中的應(yīng)用，可以高效去除廢水中的氟離子，而且降低了使用成本，可以用于含高濃度氟離子的廢水處理中。

2、對此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種含氟廢水處理材料的制備方法，包括如下步驟：

4、步驟s1：將蝦殼用去離子水反復(fù)清洗，烘干至恒重，經(jīng)粉碎機破碎，過篩，得蝦殼粉。

5、步驟s2：為確保蝦殼粉內(nèi)部更有效的傳熱、完全炭化和高生物炭產(chǎn)率，并避免加熱速率的變化對生物炭孔結(jié)構(gòu)的影響，在氮氣保護下，將蝦殼粉置于管式爐中并升溫到700℃-1100℃進行煅燒處理，冷卻后經(jīng)去離子水和乙醇反復(fù)浸漬洗滌5次以上，烘干，磨細，過篩。

6、此技術(shù)方案，以廢棄蝦殼為原材料，經(jīng)過高溫煅燒及浸漬洗滌，其表面產(chǎn)生了更溶于水的ca(oh)2，向水中釋放出了更多的ca2+，與水中的氟離子充分反應(yīng)后生成caf2進而降低了水中氟離子的濃度，此生物基材料對水中氟離子的去除效率較高，且對環(huán)境無二次污染，因其發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)，其孔隙隨著ca2+的釋放孔徑進一步增大，去除后還具有一定的再生能力。

7、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s1中，烘干溫度優(yōu)選為105℃，烘至恒重。

8、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s1中，烘干后的蝦殼經(jīng)粉碎機破碎，過200-150目篩。進一步地，過150目篩。

9、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s2中，升溫速率為10℃/min。

10、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s2中，在氮氣保護下，管式爐升溫到700℃-1100℃，進一步地，煅燒溫度優(yōu)選為800℃，保溫2h。

11、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s2中，冷卻后經(jīng)去離子水與乙醇先后洗滌，進一步地，冷卻后置于去離子水和乙醇中反復(fù)洗滌5次以上。

12、對于作為本發(fā)明的進一步改進，步驟s2中，烘干，磨細，過篩。進一步地于60℃的烘箱中烘干10h，烘干后研磨過60目篩。

13、本發(fā)明還公開了一種氟化工廢水處理材料，采用如上任意一項所述的蝦殼為主體炭化后的生物基含氟廢水處理材料的制備方法制備得到。

14、本發(fā)明還公開了如上所述的一種氟化工廢水處理材料及其應(yīng)用，用于含氟廢水進行處理。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

16、采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以高效去除廢水中的氟離子，出水可達無機氟化合物工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)（gb?31573-2015），而且廢棄蝦殼回收利用降低了使用成本，符合循環(huán)經(jīng)濟綠色環(huán)保理念，可以用于含高濃度氟離子的廢水處理中，對環(huán)境適應(yīng)性較強，對溶液ph要求不高，而且制備方法簡單，成本低，具有再生的性能。

技術(shù)特征：

1.一種含氟廢水處理材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s1中，烘干溫度為105℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s1中，過篩具體指過200-150目篩。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中，煅燒溫度為800℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中，煅燒時間為2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中，煅燒過程的升溫速率為10℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中，烘干溫度為50-70℃，烘干時間為12-15h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中，過篩具體指過60目篩。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任意一項所述的制備方法制得的含氟廢水處理材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的含氟廢水處理材料在含氟廢水處理中的用途。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種含氟廢水處理材料的制備方法及其應(yīng)用，該制備方法為將蝦殼用去離子水反復(fù)清洗，置于烘箱中烘干至恒重，經(jīng)粉碎機破碎，過篩。為確保蝦殼粉內(nèi)部更有效的傳熱、完全炭化和高生物炭產(chǎn)率，并避免加熱速率的變化對生物炭孔結(jié)構(gòu)的影響，在氮氣保護下，管式爐高溫?zé)疲鋮s后經(jīng)去離子水與乙醇先后洗滌，置于烘箱中烘干，磨細，過篩。采用本發(fā)明設(shè)計的技術(shù)方案，生物炭釋放出的Ca<supgt;2+</supgt;比常規(guī)酸洗和常規(guī)燒制溫度要高，蝦殼生物炭成本較低，對環(huán)境污染小，安全系數(shù)高且去除氟離子效果較佳，在含氟廢水的處理應(yīng)用中展現(xiàn)出較大的潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：程揚健,姜長志,王佳航
受保護的技術(shù)使用者：福州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15