流化床结晶法处理高浓度含氟废水

论文摘要

氟化盐生产过程中产生大量的高浓度含氟废水。目前对高浓度含氟废水的处理,应用最广泛的是石灰沉淀法。该方法工艺简单、操作方便、处理成本低。但是产生的污泥含水率高、沉降效果差,氟化钙难以回收利用,同时出水氟离子较高,无法达标排放。本文以诱导结晶为原理并结合流化床,提出流化床结晶法处理高浓度含氟废水的思路。预先向流化床中添加氟化钙晶种,再让废水与钙液进入流化床,使氟离子与钙离子晶种的表面异相成核长大。主要研究结论如下：以河沙、石英砂、氟化钙颗粒做填充物料,测定了不同粒度物料的流态化曲线。最小流态化速度随物料粒径的增大而增加,与物料的质量无关。以模拟含氟废水为处理对象,对影响流化床处理效果的各因素进行了系统研究,确定了流化床处理1000mg/L废水的最佳工艺条件。当处理量为16L/h时,控制反应过程中钙与氟的摩尔比为0.6,钙液中氯化钙占总钙的摩尔比为10%时,出水氟离子浓度可以降到10mg/L以下,出水pH在6～7之间,出水浊度在60NTU(比浊度法浊度单位)以下,出水可以达标排放。同时反应产生的污泥含水率仅24.7%,晶种产品氟化钙纯度达到98%,颗粒粒度均匀,粒径达378μm,可以直接回收利用。在此基础上,以湖南某氟化学公司产生的含氟废水为处理对象,设计了处理量0.5m3/h的流化床设备,开展了流化床工艺中试研究,经过半个月的调试,其运行效果已基本稳定,出水pH为6～8,出水浊度控制在50NTU以下,氟回收率高达96%。生成的氟化钙产品粒度均匀,平均粒径100μm,可以作为萤石级氟化钙产品使用。研究结果表明：流化床结晶法处理高浓度含氟废水处理后的出水效果稳定,污泥含水率低,生成的氟化钙产品能够直接回收利用,该工艺不仅能有效处理高浓度含氟废水,同时还能产生一定的经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 氟的化学性质
• 1.2 含氟废水
• 1.2.1 含氟废水的来源
• 1.2.2 含氟废水的危害
• 1.2.3 氟的排放标准
• 1.3 含氟废水处理研究现状
• 1.3.1 化学沉淀法
• 1.3.2 混凝沉降法
• 1.3.3 吸附法
• 1.3.4 其它方法
• 1.4 流化床结晶法
• 1.4.1 结晶原理
• 1.4.2 生长环境对晶体生长的影响
• 1.4.3 流化床结晶法研究现状
• 1.4.4 流化床结晶法的特点
• 1.5 研究背景与内容
• 1.5.1 研究背景
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 研究意义
• 第二章 实验研究方法
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 氟离子浓度测定
• 2.3.2 钙离子浓度测定
• 2.3.3 浊度的测定
• 2.3.4 污泥形貌的观察
• 2.3.5 颗粒的粒度分析
• 2.3.6 颗粒密度测定
• 2.3.7 污泥含水率测定
• 第三章 不同粒度物料的流态化特性研究
• 3.1 最小流态化速度的理论计算
• 3.1.1 最小流态化速度的概念
• 3.1.2 最小流态化速度的计算方法
• 3.2 最小流态化速度的测定
• 3.2.1 实验原理
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同物料的流态化曲线
• 3.3.2 最小流态化速度理论值与实测值的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 流化床处理含氟废水实验研究
• 4.1 实验药剂
• 4.1.1 废水的配制
• 4.1.2 钙液的制备
• 4.1.3 氟化钙晶种的制备
• 4.2 实验流程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 流化床处理含氟废水可行性研究
• 4.3.2 Ca/F对脱氟效果的影响
• 4.3.3 回流流量对脱氟效果的影响
• 4.3.4 反应时间对脱氟效果的影响
• 4.3.5 钙液成分对脱氟效果的影响
• 4.3.6 氟化钙产品的分析及保存
• 4.4 本章小结
• 第五章 流化床结晶法中试初步研究
• 5.1 废水来源与处理要求
• 5.2 流化床结晶法中试工艺
• 5.2.1 工艺流程图
• 5.2.2 设备结构参数
• 5.3 运行效果
• 5.4 结果与效益分析
• 5.5 下一步开展工作
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果