含氟矿井水混凝吸附联合除氟技术工业化应用研究
发布时间：2021-07-22 23:00
我国西部矿区大多属于高氟地层,煤炭开采使地层中的氟转移至地下水造成地下水及矿井水氟含量超标。为解决氟污染问题,内蒙古自治区环保部门要求矿井水经过处理后必须达到地表Ⅲ类水标准（氟化物排放限值为1 mg/L）,这使得原本可以达标的矿井水因微量超标的氟化物而禁止排放。针对含氟矿井水氟化物排放限值低、处理水量大的特点,提出"聚合氯化铝混凝沉淀+羟基磷灰石吸附"的梯级除氟方法,可不拆除原有矿井水处理站进行原位除氟。结果表明:①絮凝除氟时,PACl作为除氟剂对典型矿区含氟矿井水的除氟效果较好,其中质量分数为35%的Al2O3PACl的氟去除率高达91.37%,单独处理后氟化物浓度低于0.6 mg/L,低于地表Ⅲ类水标准的氟化物排放限值;②吸附性能试验以羟基磷灰石作为滤料时,准二级动力学模型可以较好地描述F-在羟基磷灰石表面的吸附,吸附等温线符合Freundlich模型,即吸附原理为多层化学吸附,主要为OH-与F-的置换。动态吸附试验结果表明,以2 BV/h的水力条件吸附54 BV后出现穿透...
【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含氟矿井水处理工艺流程
不同羟基磷灰石对F-的去除率及残余浓度如图3所示，图3结果的试验条件为:初始氟化物质量浓度为4.2 mg/L(原矿井水处理厂混凝沉淀后出水)，吸附剂投量为1.648 m/g,p H=7.12。3种商用羟基磷灰石吸附容量随反应时间的变化规律通过动力学分析获得。使用准二级动力学的线性回归确定吸附过程偏向的动力学模型种类。准二级动力学吸附速率常数k1计算式为其中:qt为任意时间t时的氟离子吸附量，mg/g。根据时间的平方根相对于氟离子吸附量绘制时变吸附曲线，可给出内扩散(IPD)模型。IPD速率常数kp通过公式确定:
式中:c为常数。由图3可知，反应45 min后，F-在羟基磷灰石表面基本可达到吸附平衡;Fe-HAP吸附F-的速率显著快于另2种吸附剂，反应0.5 h后F-的吸附量为最大平衡吸附量的94%。反应1 h,H-HAP和N-HAP对F-的平衡吸附量分别达到1.01、1.54 mg/g。分别采用准二级动力学和PID模型对吸附过程进行拟合(表2)，结果显示准二级动力学模型可以较好地描述F-在羟基磷灰石表面的吸附。不同羟基磷灰石对F-的吸附动力学模型参数见表2，通常使用2种等温线模型来详细描述吸附过程，即Langmuir或Freundlich的模型。Langmuir模型基于所有吸附位的吸附情况均相同且能量等效的均匀单层覆盖率的假设。Freundlich模型假设在异质表面上有物理化学吸附。这2个模型的方程为
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米羟基磷灰石的合成方法研究进展[J]. 邹雪艳,赵彦保,张治军. 化学研究. 2019(04)
[2]载镧活性氧化铝制备及含氟废水除氟因素研究[J]. 郑利祥,高杰,杨建超. 煤炭科学技术. 2018(09)
[3]工业废水氟化物处理的技术比较和选择[J]. 陈丽. 河南化工. 2018(02)
[4]矿山开采引发的地质灾害及其治理方案初探[J]. 刘英超. 世界有色金属. 2017(10)
[5]钙沉淀混凝处理太阳能电池生产高氟废水研究[J]. 肖雪峰,孙永军,梅凯,王雄,朱宏博,沈浩. 水处理技术. 2017(05)
[6]含氟废水处理技术探讨[J]. 彭彦龙,刘丽敏. 广东化工. 2015(15)
[7]pH对铝盐絮凝剂形态分布与混凝除氟性能的影响[J]. 鞠佳伟,高玉萍,何赞,刘锐平. 环境工程学报. 2015(06)
[8]煤矿矿井水处理新技术及发展趋势[J]. 何绪文,李福勤. 煤炭科学技术. 2010(11)
[9]氟污染现状及其治理技术研究进展[J]. 杨林锋,彭明霞,文琛,黄精明,余锦龙. 江西科学. 2010(05)
[10]高氟地下水的致病风险与处理技术[J]. 陈维杰. 中国水利. 2010(13)
本文编号：3298069
【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含氟矿井水处理工艺流程
不同羟基磷灰石对F-的去除率及残余浓度如图3所示，图3结果的试验条件为:初始氟化物质量浓度为4.2 mg/L(原矿井水处理厂混凝沉淀后出水)，吸附剂投量为1.648 m/g,p H=7.12。3种商用羟基磷灰石吸附容量随反应时间的变化规律通过动力学分析获得。使用准二级动力学的线性回归确定吸附过程偏向的动力学模型种类。准二级动力学吸附速率常数k1计算式为其中:qt为任意时间t时的氟离子吸附量，mg/g。根据时间的平方根相对于氟离子吸附量绘制时变吸附曲线，可给出内扩散(IPD)模型。IPD速率常数kp通过公式确定:
式中:c为常数。由图3可知，反应45 min后，F-在羟基磷灰石表面基本可达到吸附平衡;Fe-HAP吸附F-的速率显著快于另2种吸附剂，反应0.5 h后F-的吸附量为最大平衡吸附量的94%。反应1 h,H-HAP和N-HAP对F-的平衡吸附量分别达到1.01、1.54 mg/g。分别采用准二级动力学和PID模型对吸附过程进行拟合(表2)，结果显示准二级动力学模型可以较好地描述F-在羟基磷灰石表面的吸附。不同羟基磷灰石对F-的吸附动力学模型参数见表2，通常使用2种等温线模型来详细描述吸附过程，即Langmuir或Freundlich的模型。Langmuir模型基于所有吸附位的吸附情况均相同且能量等效的均匀单层覆盖率的假设。Freundlich模型假设在异质表面上有物理化学吸附。这2个模型的方程为
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米羟基磷灰石的合成方法研究进展[J]. 邹雪艳,赵彦保,张治军. 化学研究. 2019(04)
[2]载镧活性氧化铝制备及含氟废水除氟因素研究[J]. 郑利祥,高杰,杨建超. 煤炭科学技术. 2018(09)
[3]工业废水氟化物处理的技术比较和选择[J]. 陈丽. 河南化工. 2018(02)
[4]矿山开采引发的地质灾害及其治理方案初探[J]. 刘英超. 世界有色金属. 2017(10)
[5]钙沉淀混凝处理太阳能电池生产高氟废水研究[J]. 肖雪峰,孙永军,梅凯,王雄,朱宏博,沈浩. 水处理技术. 2017(05)
[6]含氟废水处理技术探讨[J]. 彭彦龙,刘丽敏. 广东化工. 2015(15)
[7]pH对铝盐絮凝剂形态分布与混凝除氟性能的影响[J]. 鞠佳伟,高玉萍,何赞,刘锐平. 环境工程学报. 2015(06)
[8]煤矿矿井水处理新技术及发展趋势[J]. 何绪文,李福勤. 煤炭科学技术. 2010(11)
[9]氟污染现状及其治理技术研究进展[J]. 杨林锋,彭明霞,文琛,黄精明,余锦龙. 江西科学. 2010(05)
[10]高氟地下水的致病风险与处理技术[J]. 陈维杰. 中国水利. 2010(13)
本文编号：3298069
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