[發明專利]一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝

有效

• 申請號: 201611083141.X
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106587422B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 馮莉;陳縝縝;施炎
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;江蘇永冠給排水設備有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

本發明涉及一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝，其特征在于，以含氟原水、水處理劑和種植型羥基磷灰石濾粒為起始原料，經含氟原水前置處理、懸濁液混制、種植型羥基磷灰石濾粒一級種植、種植型羥基磷灰石濾粒二級種植和除氟處理水過濾，得到處理后的除氟凈水。本發明的新工藝集種植/除植功能于一體，通過一級種植和二級種植既能夠滿足種植氟磷灰石晶體乳石的需要，又能夠滿足解植氟磷灰石晶體乳石的需要，種植/除植過程循環往復，大大延長了種植型羥基磷灰石濾粒的使用壽命，且無需另外設置種植型羥基磷灰石濾粒的再生設備。

技術領域

本發明屬于水處理工藝技術領域，特別是涉及一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝。

背景技術

氟是人體必須的微量元素之一，但長期飲用高氟水則可導致氟中毒,會嚴重影響人體健康，因此世界衛生組織公布了飲用水氟含量不得超過1.5mg/L的規定。當今除氟水處理方法研究受到各國的高度重視，前期研究公布的除氟水處理方法主要有混凝沉降法、化學沉淀法、電滲析法、電凝聚法、反滲透法、納濾法、離子交換法、吸附法等，其中：化學沉淀法和混凝沉降法會遺留大量鈣鋁等離子，主要用于工業廢水處理；由于高氟水主要分布在環境惡劣、地形復雜或缺水少電的地區，所以應用電滲析法、電凝聚法、反滲透法、納濾法等除氟的效果為優，但因裝置復雜、設備昂貴和使用成本高等不足而難以推廣應用。離子交換樹脂法因抗干擾能力低也難以廣泛應用。吸附法是目前最常用的飲用水除氟處理方法，但濾料需要再生，也存在使用成本和除氟效能等問題，使其實際應用受到限制。為克服現有技術的不足，本申請人曾提出了一種飲用水除氟工藝，參見中國專利申請201310022487.9，該工藝的主要步驟為：(1)向原水中投加50ppm～150ppm的聚合氯化鋁；(2)向水中投加10ppm～50ppm的硅藻土或高嶺土或凹凸棒土，進行充分混合；(3)使用粒狀羥基磷灰石濾料進行過濾；(4)采用砂濾或纖維球過濾器進行過濾，得到飲用水。該工藝雖然具有可長期穩定地獲得理想的除氟效果，且羥基磷灰石除氟濾料在運行過程中不需再生的優點，但還存在以下明顯不足：一是鋁基水處理材料中的鋁離子含量在標準范圍內，但仍然高于非鋁基水處理材料，存在鋁離子超標的風險；二是應用鋁基水處理材料的工藝及設備較為復雜，要經過過濾、混凝、沉淀等過程，設備占地面積大，運行成本較高；三是聚合氯化鋁/羥基磷灰石共聚材料存在低溫時的除氟效果降低的問題。

如何克服現有除氟水處理工藝方法及除氟材料所存在的不足已成為當今水處理技術領域中亟待解決的重點難題之一。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術所存在的不足而提供一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝，本發明的新工藝集種植/除植功能于一體，通過一級種植和二級種植既能夠滿足種植氟磷灰石晶體乳石的需要，又能夠滿足解植氟磷灰石晶體乳石的需要，種植/除植過程循環往復，大大延長了種植型羥基磷灰石濾粒的使用壽命，且無需另外設置種植型羥基磷灰石濾粒的再生設備。

根據本發明提出的一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝，其特征在于，以含氟原水、水處理劑和種植型羥基磷灰石濾粒為起始原料，經含氟原水前置處理、懸濁液混制、種植型羥基磷灰石濾粒一級種植、種植型羥基磷灰石濾粒二級種植和除氟處理水過濾，得到處理后的除氟凈水，其具體步驟包括如下：

步驟1，原料計量配置：起始原料包括含氟原水、鈣鹽水處理劑和磷酸鹽水處理劑，按照摩爾份數配置，含氟原水﹕鈣鹽水處理劑＝1﹕3～10、含氟原水﹕磷酸鹽水處理劑＝1:2～5；其中，所述含氟原水的濃度為1-20ppm，所述鈣鹽水處理劑為氧化鈣、氫氧化鈣或氯化鈣，所述磷酸鹽水處理劑為磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉；還包括種植型羥基磷灰石濾粒，按照質量份數配置：每小時每噸含氟原水所需投加種植型羥基磷灰石濾粒的質量為50～250kg；所述種植型羥基磷灰石濾粒為其結構中自濾粒的內核至外表面，以羥基含量的遞增而依次分為含羥基遷移料體的內核種植層、含羥基交換料體的過渡種植層和含乳石種植料體的外表種植層，且相鄰兩層之間為化學鍵合的濾粒。