[发明专利]一种煤矿井水的高效除氟方法

说明书

一种煤矿井水的高效除氟方法，旨在克服现有技术中没有适用于水量大且氟化物含量为1~15mg/L的煤矿井水的高效除氟方法的缺点，提供一种煤矿井水的高效除氟方法，包括如下步骤：预沉淀；混凝沉淀：利用混凝剂和絮凝剂去除水中部分氟化物；调节酸碱至电解除氟的pH范围；电解除氟：电解得到吸附聚合体，吸附水中氟离子；吸附除氟：活性氧化铝吸附氟化物，得到氟化物的含量为1mg/L以下的煤矿井水。本发明将混凝沉淀法、电解法和活性氧化铝吸附法合理地结合起来，有效地减少了药剂添加量，运行成本降低，且除氟效果稳定、高效，保证出水氟化物含量降至1mg/L以下并达到饮用标准，适用煤矿井水除氟使用。

技术领域

本发明涉及煤矿井水的水处理领域，尤其涉及一种煤矿井水的高效除氟方法。

背景技术

我国西北地区是重要产煤区域，也是水资源严重匮乏地区，受含氟量较高的地下水或附近含氟火成岩矿层的影响，煤矿矿井水的含氟量比较高。根据国家《地表水环境质量标准》GB3838-2002中的Ⅲ类水域(Ⅲ类水域：主要适于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区)的氟化物质量浓度标准为氟化物(以F^-计)≤1mg/L。据统计分析，我国煤矿井水的氟化物含量一般为1～15mg/L，均属于氟化物超标矿井水。

氟虽是维持身体各项生理机能正常运转所必需的微量元素之一，但长期摄入过量的氟则会对人体健康产生较大影响，比如氟斑牙、氟骨症等，因此煤矿地区的矿井水除氟、提升水质已成为缺水矿区提升水资源保障的关键，且根据国家标准，处理后的矿井水氟化物含量需≤1mg/L，满足饮用的标准。

现有水处理技术中的除氟方法中，混凝沉淀法多采用铝盐作为混凝剂，铝盐在水中生成表面具有电荷的氢氧化铝，则水中的氟离子会被吸附并随着氢氧化铝沉淀，达到去除水中氟含量的目的，但如果需将氟含量降至饮用标准，则需要添加大量的混凝剂，会造成出水的pH偏低、污泥量大的情况，且具有除氟效果不稳定的缺陷；吸附法一般采用活性氧化铝进行吸附，除氟效果稳定，但单独的吸附法仅用于水中氟含量较少时用，如果水中的氟含量较大，依然需要应用大量的活性氧化铝，且需要不断地对活性氧化铝进行再生；其它的除氟方法如：电渗析法因耗电量大不利于扩大使用，具有生物处理单元的除氟方法的工艺繁琐，且微生物培养周期长，光伏废水除氟方法存在离子交换树脂再生困难、成本高的问题。

专利CN1421404A公开了一种饮用水的除氟工艺和装置，采用混凝沉淀法和吸附法相结合的组合工艺，通过无机铝系混凝剂对含氟水进行混凝沉淀，使得处理后出水的氟含量小于2mg/L，之后通过活性氧化铝或含稀土元素的材料作为吸附剂对水进行吸附处理，使出水中的含氟量达到1mg/L以下，减少了后续处理吸附剂的再生次数，延长了吸附剂的寿命，降低了水处理成本。但是应用该方法时，需要在吸附步骤前将水的氟含量降至小于2mg/L，所以该方法在处理含氟量较大的水依然存在混凝沉淀步骤药剂投加量大的缺陷，且混凝沉淀后污泥与上清液分离需耗费一定的时间，不适用于煤矿井水的除氟。

基于以上技术现状，需要提出一种适用于水量大且氟化物含量为1～15mg/L的煤矿井水的除氟方法，用于改善我国煤矿地区水质，减少煤矿井水处理过程中药剂的投加量、缩短水处理的时间，并且出水氟化物含量能够降至1mg/L以下，达到国家标准。

发明内容

本发明克服了现有技术中的没有适用于水量大且氟化物含量为1～15mg/L的煤矿井水的高效除氟方法的缺点，提供了一种煤矿井水的高效除氟方法。