一种含氟废水的处理装置及其方法与流程

环保节能,再生,污水处理设备的制造及其应用技术1.本发明环保领域，更具体的说是涉及一种含氟废水的处理装置及其方法。背景技术：2.我国氟化工行业将持续蓬勃发展，高端含氟材料在新能源、新能源汽车、新医药、节能环保等战略性新兴产业中的重要性日益凸显。其中，r134a、r143a等含氟制冷剂作为使用的中低温环保制冷剂，广泛应用于汽车空调，冰箱、中央空调、医药、农药、化妆品、清洗行业、商业制冷等行业。3.目前国内普遍采用氟化工艺来生产含氟制冷剂，流程中产生一定量的低浓度氢氟酸废水 (以下简称有水酸)，通常采用石灰乳中和成盐的方法处理这种有水酸，也可以稍加处理达标后直接销售给下游清洗行业，从而产生一定的经济效益，实现变废为宝。4.但是目前这种有水酸常常因为工艺或设备的原因带有颜色和沉淀，不适宜长期保存。技术实现要素：5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含氟废水的处理装置及其方法。6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：7.一种含氟废水的处理装置，包括光电开关和用于储存氟废水的储存池，所述储存池底部设置有光电开关的接收端，所述储存池外设置有支架，所述支架上安装有光电开关的发射端，且所述发射端位于接收端的正上方，所述储存池内设置有脱色装置，所述脱色装置与光电开关耦接，所述接收端无法接收到光信号时，启动脱色装置，当接收端接收到光信号时，关闭脱色装置。8.作为本发明的进一步改进，9.所述脱色装置包括纳米银离子糊精聚合物、臭氧发生器、循环装置。10.作为本发明的进一步改进，11.所示循环装置包括循环管道和循环泵，所述纳米银离子糊精聚合物填装装置设置在循环管道内，所述臭氧发生器设置在储存池内。12.作为本发明的进一步改进，13.所述纳米银离子糊精聚合物制备方法为：14.步骤a：取硝酸银和柠檬酸加入超纯水进行反应，待反应完成后得到纳米银胶体；15.步骤b：将含疏基的β-环糊精和纳米银胶体加到超纯水中，加入缓冲液，得到纳米银离子糊精复合物；16.步骤c：将纳米银离子糊精复合物加入马来酸酐，在80℃环境下开始反应，反应8小时，利用丙酮和无水乙醇对产物进行清洗，通过60℃烘箱干燥12h，得到部分酯化纳米银离子糊精复合物；17.步骤d：将部分酯化纳米银离子糊精复合物中加入二乙醇胺，溶于四氢呋喃中，在60℃下，反应5小时，得到酰胺化纳米银离子糊精复合物；18.步骤e：将酰胺化纳米银离子糊精复合物中加入甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、偶氮二异丁腈溶于四氢呋喃中，在氮气保护和65℃下，回流8小时，后置通过60℃烘箱干燥12h，于得到纳米银离子糊精聚合物；19.所述步骤c中，将纳米银离子糊精与马来酸酐的质量比为1∶1；20.所述步骤d中，二乙醇胺与部分酯化纳米银离子糊精复合物的质量比为5∶1；21.所述步骤d中，四氢呋喃与部分酯化纳米银离子糊精复合物的质量比为15∶1；22.所述步骤e中酰胺化纳米银离子糊精复合物、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、四氢呋喃的体积比为3.5∶2∶12.5∶15，其中偶氮二异丁腈用与甲基丙烯酸丁酯质量比为1∶11～13。23.作为本发明的进一步改进，24.所述步骤a中，硝酸银与柠檬酸的摩尔比为1∶3～6；25.所述步骤a中，超纯水的体积用量以硝酸银的摩尔数计为5～10l/mol。26.作为本发明的进一步改进，27.所述含疏基的β-环糊精与纳米银胶体的投料比为1～5mol/l；28.所述步骤b中超纯水用量为以含疏基的β-环糊精的摩尔数计为5～10l/mol。29.作为本发明的进一步改进，30.所述缓冲液为ph范围在10-12的硼砂-碳酸钠缓冲溶液或碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液或硼砂-氢氧化钠缓冲溶液。31.作为本发明的进一步改进，32.所述缓冲液的加入量以含疏基的β-环糊精的摩尔数计为0.8～2.4l/mol。33.作为本发明的进一步改进，34.所述循环管道内设置有两层滤网，所述纳米银离子糊精复合物位于两层滤网之间。35.作为本发明的另一发明目的，提供一种通过上述处理装置对氟废水的处理方法，36.步骤一：将含氟废水置于储存池中，检测废水的透光度；37.步骤二：当不透光时，启动储存池中的脱色装置；38.步骤三：当废水达到透明后关闭脱色装置。39.在现有的氟化工艺废水中，这种有水酸ph＜1，氢氟酸浓度小于20％，含有少量的铁离子和一定量的硅化合物，是一种胶体溶液。40.这种有水酸带色的原因，我们认为发生了下列反应：41.氟化氢和含硅化合物(以six表示)反应生成四氟化硅气体。42.hf+six＝sif4↑+hxꢀꢀꢀꢀ(1)43.四氟化硅被带入水洗系统，四氟化硅遇水发生缓慢水解，得到氟硅酸和正硅酸。44.3sif4+4h2o＝2h2sif6+h4sio4ꢀꢀ(2)45.另外，四氟化硅也可能与氢氟酸发生反应生成氟硅酸(强酸)。46.sif4+2hf＝h2sif6ꢀꢀ(3)47.将(2)、(3)反应式合并得到总反应方程式，48.4sif4+2hf+4h2o＝3h2sif6+h4sio4ꢀꢀ(4)49.正硅酸酸性弱，在氟硅酸强酸环境下不能稳定存在，会析出水份形成偏硅酸h2sio3，偏硅酸可继续水解得到二氧化硅。50.h4sio4-h2o→h2sio3↓‑h2o→sio2↓ꢀꢀ(5)51.同时，在强酸环境下，铁离子与硅酸根发生双水解，产生沉淀。52.2[fe]3++3[sio3]2-+6h2o＝2fe(oh)3↓+3h2sio3↓ꢀꢀ(6)[0053]温度越低，氢氧化铁和正硅酸越容易从胶体溶液中析出形成沉淀，其中氢氧化铁为深棕色沉淀。我们的分析也刚好与氟化工艺有水酸废水储存池中在冬天温度低时池底有黑色沉淀现象相吻合。[0054]而在本发明中，主要通过设置在存储池底部的光电开关的接收端，以及废水池上方的光电开关发射端，来判断储存的废水是否发生变质，在未变质的情况下，废水还是透明的，光电开关的接收端能够接收到光电开关的发射端发射的信号，在本技术方案中，光电开关的发射端最理想的是安装在光电开关的接收端的正上方，这样可以减少废水的折射作用，在废水浑浊后，光电开关的接收端会接收不到光电开关的发射端从而启动脱色装置，脱色装置主要是臭氧发生器和纳米银离子糊精聚合物，通过臭氧发生器，向废水中发射臭氧，对其进行氧化，同时循环泵会启动，从而带动储存池中的废水循环经过含有纳米银离子糊精聚合物的循环管道内，循环管道内的纳米银离子糊精聚合物会吸附含有颜色的物质，同时银离子会吸附氯离子，从而在臭氧的氧化的同时作用下，将废水氧化且吸附成透明的废水。[0055]而纳米银离子糊精聚合物主要是先将银离子制备在β-环糊精中，得到纳米银离子糊精聚合物，之后再将其部分酯化，下一步将其酰胺化，最后将其聚合，形成稳定形态的纳米银离子糊精聚合物，从而起到一个稳定形态，在循环管道内，不会被水流带走。附图说明[0056]图1为本发明实施例的装置结构示意图；[0057]图2为本发明实施例的废水处理前后对比图。[0058]附图标记：[0059]1、储存池；2、臭氧发生器；3、光电开关的接收端；4、光电开关的发射端；5、循环管道；6、循环泵；7、滤网；8、纳米银离子糊精聚合物；9、支架。具体实施方式[0060]下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。[0061]参照图1所示，本实施例的废水处理步骤：[0062]步骤一：将带废水置于储存池中，检测废水的透光度；[0063]步骤二：当不透光时，启动储存池中的脱色装置；[0064]步骤三：当废水达到透明后关闭脱色装置。[0065]所述脱色装置包括纳米银离子糊精聚合物上、臭氧发生器、循环装置。[0066]作为本发明的进一步改进，[0067]其中储存池底部设置有光电开关的接收端，在废水池上方设置有光电开关的发射端，所述接收端无法接收到光信号时，启动脱色装置，当接收端接收到光信号时，关闭脱色装置。[0068]所示循环装置包括循环管道和循环泵，所述纳米银离子糊精聚合物填装装置设置在循环管道内，所述臭氧发生器设置在储存池内。[0069]所述纳米银离子糊精聚合物制备方法为：[0070]步骤a：取硝酸银和柠檬酸加入超纯水进行反应，待反应完成后得到纳米银胶体；[0071]步骤b：将含疏基的β-环糊精和纳米银胶体加到超纯水中，加入缓冲液，得到纳米银离子糊精复合物；[0072]步骤c：将纳米银离子糊精复合物加入马来酸酐，在80℃环境下开始反应，反应8小时，利用丙酮和无水乙醇对产物进行清洗，通过60℃烘箱干燥12h，得到部分酯化纳米银离子糊精复合物；[0073]步骤d：将部分酯化纳米银离子糊精复合物中加入二乙醇胺，溶于四氢呋喃中，在60℃下，反应5小时，得到酰胺化纳米银离子糊精复合物；[0074]步骤e：将酰胺化纳米银离子糊精复合物中加入甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、偶氮二异丁腈，在氮气保护和65℃下，回流8小时，后置通过60℃烘箱干燥12h，于得到纳米银离子糊精聚合物；[0075]所述步骤c中，将纳米银离子糊精与马来酸酐的质量比为1∶1；[0076]所述步骤d中，二乙醇胺与部分酯化纳米银离子糊精复合物的质量比为5∶1；[0077]所述步骤d中，四氢呋喃与部分酯化纳米银离子糊精复合物的质量比为15∶1；[0078]所述步骤e中酰胺化纳米银离子糊精复合物、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、四氢呋喃的体积比为3.5∶2∶12.5∶15，其中偶氮二异丁腈用与甲基丙烯酸丁酯质量比为1∶11。[0079]所述步骤a中，硝酸银与柠檬酸的摩尔比为1∶3；[0080]所述步骤a中，超纯水的体积用量以硝酸银的摩尔数计为5l/mol。[0081]所述含疏基的β-环糊精与纳米银胶体的投料比为2mol/l；[0082]所述步骤b中超纯水用量为以含疏基的β-环糊精的摩尔数计为5l/mol。[0083]所述缓冲液为ph范围在10的硼砂-碳酸钠缓冲溶液或碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液或硼砂‑ꢀ氢氧化钠缓冲溶液。[0084]所述缓冲液的加入量以含疏基的β-环糊精的摩尔数计为2l/mol。[0085]所述循环管道内设置有两层滤网，所述纳米银离子糊精复合物位于两层滤网之间。[0086]在本发明中，主要通过设置在存储池底部的光电开关的接收端，以及废水池上方的光电开关发射端，来判断储存的废水时候发生变质，在未变质的情况下，废水还是透明的，光电开关的接收端能够接收到光电开关的发射端发射的信号，在本技术方案中，光电开关的发射端最理想的是安装在光电开关的接收端的正上方，这样可以减少废水的折射作用，在废水浑浊后，光电开关的接收端会接收不到光电开关的发射端从而启动脱色装置，脱色装置主要是臭氧发生器和纳米银离子糊精聚合物，通过臭氧发生器，向废水中发射臭氧，对其进行氧化，同时循环泵会启动，从而带动储存池中的废水循环经过含有纳米银离子糊精聚合物的循环管道内，循环管道内的纳米银离子糊精聚合物会吸附含有颜色的物质，同时银离子会吸附氯离子，从而在臭氧的氧化的同时作用下，将废水氧化且吸附成透明的废水。[0087]而纳米银离子糊精聚合物主要是先将银离子制备在β-环糊精中，得到纳米银离子糊精聚合物，之后再将其部分酯化，下一步将其酰胺化，最后将其聚合，形成稳定形态的纳米银离子糊精聚合物，从而起到一个稳定形态，在循环管道内，不会被水流带走。[0088]参照图2中，图2中a为废水水样，其中废水为r143a氟化工艺产生的废水，呈红褐色浑浊液体，图2中b为处理后水样，呈透明水样。[0089]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。









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