En la corteza terrestre, el contenido de flúor es de 544ppm, ocupando el puesto 13 en abundancia. El flúor existe principalmente en forma de compuestos como fluorita (CaF2), fluorofosfato de calcio (Ca10F2(PO4)6) y criolita (Na3AlF6) en la naturaleza. El flúor en rocas, minerales y suelo es la principal fuente de fluoruro en las aguas superficiales y subterráneas. Durante el proceso de producción industrial, también se emite una gran cantidad de gas residual que contiene flúor, líquido residual y residuos residuales. El fluoruro que causa la contaminación industrial de fluoruro proviene principalmente de la fundición de aluminio y acero en la industria metalúrgica, la producción de fertilizantes de fosfato y fluoroplásticos en la industria química, la producción de ladrillos, cerámica, vidrio, y en la industria del silicato materiales refractarios, y la generación de energía a carbón en la industria de la energía.
El gas residual y el líquido pueden contaminar directamente el medio ambiente, mientras que los residuos que contienen flúor también pueden convertirse en una fuente indirecta de contaminación por fluoruro. Las características de estos gases residuales, líquidos y residuos que contienen flúor son las emisiones concentradas, que pueden causar envenenamiento de personas y animales en el área circundante y desencadenar la fluorosis endémica.
La investigación científica ha encontrado que el fluoruro tiene una fuerte afinidad por el calcio y el fósforo en el cuerpo humano. Puede interrumpir el metabolismo normal del calcio y el fósforo en el cuerpo e inhibir la actividad de ciertas enzimas, lo que lleva a una serie de enfermedades que incluyen fluorosis dental, fluorosis esquelética, riñón, hígado, daño Cerebral, disfunción inmune, edema pulmonar, hemorragia pulmonar y deterioro intelectual en niños.
Existen varios métodos para tratar aguas residuales que contienen flúor, y los métodos comúnmente utilizados en el país y en el extranjero se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: método de precipitación y método de adsorción. Además de estos dos métodos, también existen el método de desfluoración de resina de intercambio iónico, el método de membrana de ultrafiltración, el método de electrocoagulación y el método de electrodiálisis. Debido al alto costo y la baja tasa de desfluoración, estos métodos rara vez se promueven y aplican en procesos de desfluoración de uso común.
Para agua que contiene flúor de alta concentración (concentración de iones fluoruro superior a 20mg/L), el método de precipitación de cal o escoria de carburo se usa generalmente para eliminar iones fluoruro mediante el uso de iones de calcio en cal para formar precipitación de fluoruro de calcio con iones fluoruro. El método de precipitación química tiene las características de principio simple, tratamiento conveniente, bajo costo y buen efecto, y actualmente se usa ampliamente en el tratamiento de agua que contiene flúor de alta concentración. Sin embargo, hasta cierto punto, existen desventajas como equipos grandes, dificultad para cumplir con los estándares de efluentes tratados, sedimentación lenta de sedimentos y dificultad para la deshidratación. Por lo tanto, a menudo es necesario agregar cloruro de calcio u otros coagulantes para acelerar la sedimentación.
Este método es producir sulfato de cobre de alta calidad por primera neutralización, filtración centrífuga, cristalización de re neutralización, cribado y deshidratación de líquidos residuales que contienen cobre ácido y alcalino. Este método produce el producto sulfato de cobre, que tiene un valor agregado más alto que la pasta de cobre. Pero después de que el cobre en el líquido residual se recupera en forma de sulfato de cobre, las aguas residuales también deben descargarse, contaminando el medio ambiente.
Para el agua que contiene flúor de baja concentración (concentración de iones fluoruro inferior a 20mg/L), generalmente se utiliza el método de sedimentación de coagulación, que utiliza coagulantes para formar partículas coloidales cargadas positivamente en el agua para adsorber F-en el agua, lo que hace que las partículas coloidales se fusionen en precipitados floculantes más grandes para lograr el propósito de la eliminación de fluoruro. El método de sedimentación de coagulación tiene las ventajas de una baja dosis de productos químicos y una gran capacidad de tratamiento de agua, pero generalmente solo es adecuado para el tratamiento de agua con bajo contenido de fluoruro. Si se quieren lograr mejores resultados, es necesario combinarlos con otros métodos. Sin embargo, el efecto de desfluoración se ve muy afectado por factores operativos como las condiciones de agitación, el tiempo de sedimentación y la concentración de aniones como CO32-, SO42-, Cl-en agua. En los últimos años, con el desarrollo continuo de las industrias químicas y de tratamiento de agua, han surgido muchos agentes eficientes de coagulación y desfluoración, revitalizando la tecnología de coagulación reforzada. Con la aplicación de la tecnología de detección y la tecnología de control automático, el control en tiempo real de la dosificación del coagulante se ha vuelto posible.
El proceso de tratamiento de desfluoración desarrollado por Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. adsorbe y enriquece selectivamente los iones de fluoruro en aguas residuales o ácido de desecho en materiales de adsorción, logrando así el objetivo de separar los iones de fluoruro. El contenido de fluoruro en el agua adsorbida se reduce en gran medida, cumpliendo con los requisitos relevantes de los pasos posteriores.
Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. está comprometida con la investigación y la industrialización de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento. En 2018, fue aprobado como Centro de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Nanomateriales Catalizadores Funcionales y de Adsorción de Suzhou. A través de años de investigación y desarrollo independientes, ha alcanzado niveles líderes internacionales en tecnología de intercambio iónico y tecnología de adsorción, tecnología de hibridación de materiales nano inorgánicos, etc., realizar la serialización de la adsorción y los productos catalíticos y aplicarlos con éxito en los campos de la protección del medio ambiente y el reciclaje de recursos. Con una serie de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento desarrollados de forma independiente como núcleo, combinados con tecnología de proceso de desarrollo propio, Haipu se ha convertido en un proveedor profesional de soluciones ecológicas y de protección del medio ambiente.
Después de ajustar el pH del líquido, primero se filtra para retener sólidos suspendidos y partículas finas, evitando que las impurezas entren en el material adsorbente y afectando su rendimiento de adsorción. El material filtrado líquido se envía a continuación a una torre de adsorción que contiene materiales de adsorción especiales para la adsorción. Después de la saturación de adsorción, los materiales de adsorción se someten a tratamiento de desorción y regeneración. Después de la regeneración, los materiales de adsorción pueden ser reutilizados. El material líquido de agua adsorbido es posteriormente recuperado y procesado por el cliente, mientras que el líquido de desorción de alta concentración se somete a un tratamiento de desfluoración por el propio cliente.
Figura 1 Diagrama de flujo de proceso
El alcance comercial de Anhui New Materials Technology Co., Ltd. incluye la investigación y desarrollo, producción, procesamiento y venta de precursores, materiales de electrodos positivos y nuevos materiales energéticos. El líquido de sulfato de litio generado durante el proceso de producción de la empresa debe someterse a un tratamiento de desfluoración. Con base en las características, dificultades y requisitos de tratamiento del líquido, los materiales de adsorción especializados relevantes de nuestra empresa se seleccionan para el tratamiento de adsorción del líquido. El efluente puede cumplir con los requisitos del cliente, y los indicadores de diseño de aguas residuales se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 1 Tabla de parámetros de diseño de aguas residuales
| Índice | Volumen de agua (T/d) | Flúor (mg/l) | PH | Comentarios |
| Absorber el agua entrante | 200 | ~ 250 | ~ 9 | Líquido del producto |
| Agua Adsorbida | 200 | <1 | ~ 4 | |
| Solución de desorción de alta concentración | ~ 6,67 | / | Alcalinidad | Regrese a la parte delantera después de precipitar flúor |
Los resultados de los ensayos de laboratorio son los siguientes:
Tabla 2 Datos de tratamiento de adsorción
| Índice | Volumen de agua (T/d) | Flúor (mg/l) | Li:Na |
| Absorber el agua entrante | 200 | ~ 250 | 60,3: 1 |
| Agua adscrita 1 | 200 | 0,5 | 82,9: 1 |
| Agua Adsorbed 2 | 200 | 0,04 | 72,4: 1 |
Apariencia del efecto de procesamiento:
La figura 2 muestra el agua cruda a la izquierda y el efluente adsorbido a la derecha
Después del pretratamiento para ajustar el pH a alrededor de 4, las aguas residuales se trataron con un adsorbente especial para lograr un contenido de fluoruro de menos de 1ppm, cumpliendo con los requisitos del cliente El adsorbente se ha sometido a múltiples lotes de pruebas de adsorción y desorción, y los resultados muestran que su rendimiento de adsorción es estable y confiable.
Para garantizar el funcionamiento continuo y estable del dispositivo, y para garantizar la eficacia de la salida de agua del dispositivo, el dispositivo de adsorción adopta un modo de operación de desorción de 3 torres 2 series 1. Entre ellas, 2 torres están conectadas en serie al principio y al final para adsorber la salida de agua, y 1 torre se gira para desorción. Durante el cambio de desorción, la primera torre original se desorbe y la torre de cola original se transforma en la primera torre y luego se vuelve a conectar con la torre desornada (utilizada como torre de cola) para adsorber la salida de agua. El proceso ilustrado se muestra en la Figura 3, donde cada torre de adsorción gira sus funciones en el orden de las flechas durante diferentes períodos de funcionamiento.
Este proyecto adopta el control automático del programa del PLC para supervisar la temperatura, la presión, el nivel de líquido y otros parámetros del dispositivo en tiempo real de la adsorción, logrando la operación completa de la automatización. El PLC se comunica con la computadora superior, lo que facilita la operación del dispositivo durante la producción.
(1) Equipado con un gabinete de control de operación independiente para una fácil gestión y mantenimiento diario;
(2) Control de la bomba: La bomba está vinculada al indicador de nivel del tanque correspondiente y funciona de acuerdo con la altura del nivel del tanque; Y cada motor está equipado con una columna de operación in situ, que puede cambiar entre los modos de operación manual/automática según sea necesario.
(3) de adsorción Control automático del sistema: la bomba de agua y la válvula de control automático cambian automáticamente según la temperatura, la presión y los procesos de tiempo de funcionamiento;
(4) Control manual del sistema de adsorción: para hacer frente a situaciones ocasionales que requieren acciones individuales del dispositivo, la consola central también tiene un sistema manual, lo que significa que el control de cada dispositivo es independiente y puede no estar asociado con otros dispositivos.
(5) El Diagrama de Control Lógico incluye módulos de adsorción y desorción. El Módulo de adsorción tiene funciones como manual, automática, parada e inicio, mientras que el módulo de desorción tiene funciones como final, pausa, reanudación, parada y Inicio de desorción.
(6) Todas las bombas y válvulas tienen dos modos de operación, control manual y control automático, en la computadora superior, que puede lograr el control de una sola bomba o válvula.
(1) Reducir eficazmente la concentración de iones fluoruro en el efluente puede garantizar que el efluente cumpla con los estándares de descarga o los requisitos operativos de los procesos posteriores;
(2) Uso especialmente modificados de adsorción de materiales, con gran capacidad de adsorción, baja inversión en equipos y bajos costos operativos;
(3) El flujo del proceso es simple y puede lograr una operación de automatización completa, lo que hace que la operación y el mantenimiento sean convenientes;
(4) Se puede organizar en múltiples capas, ocupando un área pequeña y teniendo un ciclo de instalación corto.
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