申請(qǐng)日2014.09.02

　　公開(kāi)(公告)日2014.12.24

　　IPC分類號(hào)C02F9/04; C02F11/12; C02F11/00; C01B7/19

　　摘要

　　本實(shí)用新型公開(kāi)了一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，屬于廢水處理領(lǐng)域。其包括含氟廢水處理單元和含氟污泥資源化利用單元。本實(shí)用新型能夠使含氟廢水出水達(dá)標(biāo)，同時(shí)對(duì)水處理過(guò)程中產(chǎn)生的高含氟量污泥進(jìn)行資源化利用;系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，污泥產(chǎn)生量小，高含氟量污泥可用于制取氟化氫，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，其特征在于，包括含氟廢水處理單元和含 氟污泥資源化利用單元;

　　所述的含氟廢水處理單元，包括調(diào)節(jié)池(1)、一級(jí)反應(yīng)池(2)、二級(jí)反應(yīng)池(3)和中和 池(4);所述調(diào)節(jié)池(1)和一級(jí)反應(yīng)池(2)之間設(shè)有第一污水泵(S1);所述一級(jí)反應(yīng)池(2) 順序連接有第一濕污泥儲(chǔ)槽(5)和第一壓濾機(jī)(6)，一級(jí)反應(yīng)池(2)和第一濕污泥儲(chǔ)槽(5) 之間設(shè)有第一污泥泵(N1)，第一濕污泥儲(chǔ)槽(5)和第一壓濾機(jī)(6)之間設(shè)有第二污泥泵 (N2)，第一壓濾機(jī)(6)與二級(jí)反應(yīng)池(3)之間設(shè)有第二污水泵(S2);所述二級(jí)反應(yīng)池(3) 順序連接有第二濕污泥儲(chǔ)槽(7)和第二壓濾機(jī)(8)，二級(jí)反應(yīng)池(3)和第二濕污泥儲(chǔ)槽(7) 之間設(shè)有第三污泥泵(N3)，第二濕污泥儲(chǔ)槽(7)和第二壓濾機(jī)(8)之間設(shè)有第四污泥泵 (N4)，第二壓濾機(jī)(8)與中和池(4)之間設(shè)有第三污水泵(S3)，中和池(4)與清水泵 (S4)連接;

　　所述的含氟污泥資源化利用單元，包括與第一壓濾機(jī)(6)順序連接的烘干機(jī)(9)、干污 泥儲(chǔ)槽(10)、制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)、冷凝器(12)和精餾塔(13);所述的第一壓濾 機(jī)(6)、烘干機(jī)(9)、干污泥儲(chǔ)槽(10)、制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)之間分別用帶式輸送 機(jī)(L1)、第一螺旋輸送機(jī)(L2)和第二螺旋輸送機(jī)(L3)相連;所述制氟化氫氣體的反應(yīng) 器(11)與混酸槽(14)相連，制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)與混酸槽(14)之間設(shè)有第一 濃硫酸泵(Y1);所述制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)還順序連接有離心機(jī)(15)和烘干機(jī)(16)， 制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)與離心機(jī)(15)之間設(shè)有渣漿泵(Y2)，離心機(jī)(15)與混酸 槽(14)之間設(shè)有第二濃硫酸泵(Y3)，離心機(jī)(15)與烘干機(jī)(16)通過(guò)第三螺旋輸送機(jī) (L4)相連。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，其特征在于：所述 的調(diào)節(jié)池(1)與一級(jí)反應(yīng)池(2)、一級(jí)反應(yīng)池(2)與二級(jí)反應(yīng)池(3)、二級(jí)反應(yīng)池(3)與 中和池(4)、一級(jí)反應(yīng)池(2)與第一濕污泥儲(chǔ)槽(5)、第一濕污泥儲(chǔ)槽(5)與第一壓濾機(jī) (6)、第一壓濾機(jī)(6)和二級(jí)反應(yīng)池(3)、二級(jí)反應(yīng)池(3)與第二濕污泥儲(chǔ)槽(7)、第二 濕污泥儲(chǔ)槽(7)與第二壓濾機(jī)(8)、第二壓濾機(jī)(8)和中和池(4)、制氟化氫氣體的反應(yīng) 器(11)與混酸槽(14)、制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)與離心機(jī)(15)、離心機(jī)(15)與混 酸槽(14)、制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)與冷凝器(12)、冷凝器(12)與精餾塔(13)之 間均通過(guò)管道進(jìn)行連接。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，其特征在于：所述 的一級(jí)反應(yīng)池(2)、二級(jí)反應(yīng)池(3)、中和池(4)、制氟化氫氣體的反應(yīng)器(11)均設(shè)有攪 拌裝置。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，其特征在于：所述 的一級(jí)反應(yīng)池(2)、二級(jí)反應(yīng)池(3)與中和池(4)均設(shè)有pH在線監(jiān)測(cè)儀。

　　說(shuō)明書

　　一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及一種廢水處理及污泥資源化利用系統(tǒng)，具體涉及一種含氟廢水處理及含 氟污泥資源化利用系統(tǒng)，即含氟廢水的處理及利用處理過(guò)程中產(chǎn)生的含氟污泥作為原料制取 氟化氫的系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　氟化工產(chǎn)品制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含氟廢水，容易污染水體、土壤和植物。另一方面， 由于廢水處理中的氟元素絕大部分最終都進(jìn)入到污泥中，因此污泥中的氟含量較高，容易造 成較為嚴(yán)重和廣泛的二次污染，含氟廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含氟污泥對(duì)環(huán)境帶來(lái)的威脅和危 害遠(yuǎn)高于廢水，其減量化、無(wú)害化和資源化成為亟待解決的難題。此外，該行業(yè)廢酸產(chǎn)生量 大，難以處置，具有嚴(yán)重的環(huán)境危害性。

　　氟化工廢水常通過(guò)添加石灰、電石渣等堿性物質(zhì)中和沉淀和混凝沉淀的方式進(jìn)行處理， 且常對(duì)不同工藝產(chǎn)生的幾股廢水混合處理，增加了廢水處理的難度和污泥的產(chǎn)量及其成分的 復(fù)雜性。常用的石灰沉淀除氟法，由于生成的氟化鈣沉淀會(huì)包裹在Ca(OH)2顆粒的表面，使 之不能被充分利用，因此需要加入過(guò)量的Ca2+，大量的鈣鹽混入污泥，不僅增加了污泥產(chǎn)量， 而且降低了含氟污泥的純度。同時(shí)氟化鈣是一種非常細(xì)微的顆粒物，比重小、粘度大，沉淀 過(guò)程中呈膠狀，因而分離困難，不僅導(dǎo)致廢水難以達(dá)標(biāo)，而且產(chǎn)生的污泥含水率高，難以回 收利用。若沉淀過(guò)程中加入混凝劑(如聚鋁、聚鐵等)和助凝劑(如聚丙烯酰胺等)，可以增 加沉淀顆粒粒徑，易于沉淀，還可以利用鋁離子或三價(jià)鐵離子與氟離子的絡(luò)合作用及鋁鹽或 鐵鹽水解產(chǎn)物形成的磯花對(duì)氟離子的配體交換作用、物理吸附作用和卷掃作用除去水中氟離 子，處理后的出水易達(dá)標(biāo)，但該法引入新的雜質(zhì)，產(chǎn)生的污泥量大、純度低，含水率仍然很 高，同時(shí)混凝劑和絮凝劑成本較高，另外，聚丙烯酰胺為有機(jī)物，用量不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致出水COD 增加甚至超標(biāo)。

　　含氟污泥的資源化利用途徑主要通過(guò)外售作水泥添加劑、鋪路材料和制作免燒磚來(lái)實(shí)現(xiàn) 其資源化，但這種利用方式存在以下問(wèn)題：(1)污泥中的主要物質(zhì)氟化鈣仍有一定的溶解度， 容易通過(guò)降水隨地表徑流污染地表水、土壤和地下水，引起二次污染，存在一定的安全隱患; (2)受目前含氟廢水處理工藝的限制，該類污泥顆粒極細(xì)，暫存、運(yùn)輸、生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生 揚(yáng)塵，這些含氟揚(yáng)塵易形成大氣污染;(3)污泥的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于建材行業(yè)的需求量，隨著近 年來(lái)運(yùn)費(fèi)的上漲，也會(huì)出現(xiàn)污泥長(zhǎng)期堆積或隨意傾倒的現(xiàn)象，這樣就會(huì)加大污染土壤和地下 水。與此同時(shí)，螢石等含氟資源是不可再生的資源，因此，開(kāi)拓含氟污泥替代螢石等作為氟 化工生產(chǎn)的原料的新途徑，既能解決目前污泥產(chǎn)量大與出路有限之間的矛盾，消除氟的二次 污染，同時(shí)可以解決日益嚴(yán)峻的氟資源緊缺的問(wèn)題。有報(bào)道利用氟化工廢水中的含氟污泥來(lái) 代替螢石制取氟化氫的工藝，但存在含氟污泥粒徑過(guò)小，含水率高，純度低的缺陷，限制了 該方法的實(shí)際應(yīng)用。

　　為解決含氟污泥的沉降問(wèn)題及含氟污泥資源化問(wèn)題，現(xiàn)有設(shè)計(jì)常以固液兩相流化床為結(jié) 晶反應(yīng)器，在反應(yīng)器中加入一定量的氟化鈣晶種，將含氟廢水與含鈣沉淀劑按反應(yīng)配比送入 固液流化床處理裝置，使氟離子沉淀于氟化鈣晶種表面上，沉降后得到的砂狀氟化鈣沉淀污 泥回收，該方法產(chǎn)生的砂狀氟化鈣含水率低，氟化鈣含量高，但是氟化鈣晶種的可用粒度范 圍較窄，使用前需要進(jìn)行篩選，成本較高;另外，沉降后得到的砂狀氟化鈣沉淀顆粒過(guò)大， 回收后作為氟化工生產(chǎn)的原料需要粉碎。

　　目前氟化氫的傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)，以天然螢石和硫酸為原料，按一定的配比混合后，在回轉(zhuǎn) 窯(包括帶預(yù)反應(yīng)器或預(yù)混合器等設(shè)備的回轉(zhuǎn)窯)中進(jìn)行反應(yīng)。螢石以顆粒的形式(平均粒 徑80～100μm)加入，粒徑較大，為保證物料反應(yīng)充分，回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的體積必須非常龐大; 同時(shí)由于使用的螢石顆粒較大，反應(yīng)所需的溫度也很高;反應(yīng)物易成糊狀，粘附在回轉(zhuǎn)窯內(nèi) 壁，降低了傳熱效率，需定期清理。因此回轉(zhuǎn)窯工藝存在設(shè)備笨重復(fù)雜，造價(jià)、運(yùn)行和生產(chǎn) 維護(hù)費(fèi)用高、原料消耗大等缺點(diǎn)，氟化氫氣體也容易逸出污染環(huán)境。

　　實(shí)用新型內(nèi)容

　　1.實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題

　　本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用的不足， 提供一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，能夠?qū)�含氟廢水進(jìn)行有效凈化，并能夠 對(duì)處理過(guò)程中產(chǎn)生的含氟污泥進(jìn)行資源化利用。

　　2.技術(shù)方案

　　為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

　　一種含氟廢水處理及含氟污泥資源化利用系統(tǒng)，包括含氟廢水處理單元和含氟污泥資源 化利用單元;

　　所述的含氟廢水處理單元，包括調(diào)節(jié)池、一級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池和中和池;所述調(diào)節(jié) 池和一級(jí)反應(yīng)池之間設(shè)有第一污水泵;所述一級(jí)反應(yīng)池順序連接有第一濕污泥儲(chǔ)槽和第一壓 濾機(jī)，一級(jí)反應(yīng)池和第一濕污泥儲(chǔ)槽之間設(shè)有第一污泥泵，濕污泥儲(chǔ)槽和第一壓濾機(jī)之間設(shè) 有第二污泥泵，第一壓濾機(jī)與二級(jí)反應(yīng)池之間設(shè)有第二污水泵;所述二級(jí)反應(yīng)池順序連接有 第二濕污泥儲(chǔ)槽和第二壓濾機(jī)，二級(jí)反應(yīng)池和第二濕污泥儲(chǔ)槽之間設(shè)有第三污泥泵，第二濕 污泥儲(chǔ)槽和第二壓濾機(jī)之間設(shè)有第四污泥泵，第二壓濾機(jī)與中和池之間設(shè)有第三污水泵，中 和池與清水泵連接;

　　第一壓濾機(jī)順序連接的烘干機(jī)、干污泥儲(chǔ)槽、制氟化氫氣體的反應(yīng)器、冷凝器和精餾塔; 所述的第一壓濾機(jī)、烘干機(jī)、干污泥儲(chǔ)槽、反應(yīng)器之間分別用帶式輸送機(jī)、第一螺旋輸送機(jī) 和第二螺旋輸送機(jī)相連;所述制氟化氫氣體的反應(yīng)器與混酸槽相連，制氟化氫氣體的反應(yīng)器 與混酸槽之間設(shè)有第一濃硫酸泵;所述制氟化氫氣體的反應(yīng)器還順序連接有離心機(jī)和烘干機(jī)， 制氟化氫氣體的反應(yīng)器與離心機(jī)之間設(shè)有渣漿泵，離心機(jī)與混酸槽之間設(shè)有第二濃硫酸泵， 離心機(jī)與烘干機(jī)通過(guò)第三螺旋輸送機(jī)相連。

　　所述的調(diào)節(jié)池與一級(jí)反應(yīng)池、一級(jí)反應(yīng)池與二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池與中和池、一級(jí)反 應(yīng)池與第一濕污泥儲(chǔ)槽、第一濕污泥儲(chǔ)槽與第一壓濾機(jī)、第一壓濾機(jī)和二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反 應(yīng)池與第二濕污泥儲(chǔ)槽、第二濕污泥儲(chǔ)槽與第二壓濾機(jī)、第二壓濾機(jī)和中和池、制氟化氫氣 體的反應(yīng)器與混酸槽、制氟化氫氣體的反應(yīng)器與離心機(jī)、離心機(jī)與混酸槽、制氟化氫氣體的 反應(yīng)器與冷凝器、冷凝器與精餾塔之間均通過(guò)管道進(jìn)行連接。

　　所述的一級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池、中和池、制氟化氫氣體的反應(yīng)器均設(shè)有攪拌裝置。所 述的一級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)反應(yīng)池與中和池均設(shè)有pH在線監(jiān)測(cè)儀。

　　3.有益效果

　　本實(shí)用新型所具有的有益效果是：

　　系統(tǒng)能夠使含氟廢水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，處理中藥劑投加量較少，節(jié)約運(yùn)行成本;按不同含 氟量對(duì)污泥進(jìn)行分級(jí)，產(chǎn)生的高含氟量污泥易于分離、純度高，可用于后續(xù)制取氟化氫;制 取氟化氫采用的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，反應(yīng)效率高，氟化氫精制成本低。

　　本實(shí)用新型系統(tǒng)對(duì)含氟廢水和含氟污泥均進(jìn)行了有效的處理，減少了氟污染和含氟資源 的浪費(fèi)，同時(shí)能夠降低天然螢石的開(kāi)采量，節(jié)約寶貴的氟化工原料。