公布日：2022.08.12
申請日：2022.05.18
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。通過采用分段除氟裝置分段除氟，合理控制各段除氟效率，提高污水除氟效率，可使污水氟離子降至1mg/L以下，在徹底去除污水中氟離子的同時，運行成本低，工程投資低，含氟泥渣量少且無二次污染，操作管理簡單，克服了現(xiàn)有除氟系統(tǒng)藥劑投加量大、氟泥渣產(chǎn)量大、工程投資及運行成本高等問題。本發(fā)明提供的一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點，具有高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
權(quán)利要求書
1.一種污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步驟：污水先通過一級除氟裝置除氟，使污水中氟離子含量降低至10-20mg/L；再經(jīng)二級除氟裝置除氟，使污水中氟離子含量降低至3-10mg/L；最后經(jīng)三級除氟裝置除氟，使產(chǎn)水氟離子降至1mg/L以下。
2.一種污水高效除氟系統(tǒng)，其特征在于，包括按進(jìn)水方向依次連通的：一級除氟沉淀池(2)，二級除氟沉淀池(4)，除氟器(8)，和產(chǎn)水池(10)；按進(jìn)水方向，所述一級除氟沉淀池(2)設(shè)置有：一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)，絮凝區(qū)(2-2)，一級助凝區(qū)(2-3)以及一級沉淀區(qū)(2-4)；按進(jìn)水方向，所述二級除氟沉淀池(4)設(shè)置有：二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)，除氟區(qū)(4-2)，二級助凝區(qū)(4-3)以及二級沉淀區(qū)(4-4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水高效除氟系統(tǒng)，其特征在于，還包括：除氟器再生裝置(11)；所述除氟器再生裝置(11)與所述除氟器(8)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水高效除氟系統(tǒng)，其特征在于，還包括：再生廢液池(14)；所述再生廢液池(14)與所述除氟器(8)和所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)相連。
5.一種污水高效除氟方法，其特征在于，利用權(quán)利要求2所述污水高效除氟系統(tǒng)除氟，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)(2-2)、所述一級助凝區(qū)(2-3)和所述一級沉淀區(qū)(2-4)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)(2-2)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)(2-3)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)(2-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)、所述二級助凝區(qū)(4-3)和所述二級沉淀區(qū)(4-4)，流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)(4-3)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)(4-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水進(jìn)入所述除氟器(8)，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池(10)，完成污水除氟。
6.一種污水高效除氟方法，其特征在于，利用權(quán)利要求3所述污水高效除氟系統(tǒng)除氟，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)(2-2)、所述一級助凝區(qū)(2-3)和所述一級沉淀區(qū)(2-4)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)(2-2)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)(2-3)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)(2-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)、所述二級助凝區(qū)(4-3)和所述二級沉淀區(qū)(4-4)，流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)(4-3)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)(4-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水進(jìn)入所述除氟器(8)，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池(10)，完成污水除氟；當(dāng)所述除氟器(8)中的除氟劑吸附飽和后，除氟器(8)停止進(jìn)水，經(jīng)所述除氟器再生裝置(11)通入再生液對除氟劑再生后除氟器(8)再次進(jìn)水、投入運行。
7.一種污水高效除氟方法，其特征在于，利用權(quán)利要求4所述污水高效除氟系統(tǒng)除氟，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)(2-2)、所述一級助凝區(qū)(2-3)和所述一級沉淀區(qū)(2-4)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)(2-2)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)(2-3)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)(2-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)(4-1)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)、所述二級助凝區(qū)(4-3)和所述二級沉淀區(qū)(4-4)，流經(jīng)所述除氟區(qū)(4-2)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)(4-3)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)(4-4)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；分離所得污水進(jìn)入所述除氟器(8)，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池(10)，完成污水除氟；當(dāng)所述除氟器(8)中的除氟劑吸附飽和后，除氟器(8)停止進(jìn)水，經(jīng)所述除氟器再生裝置(11)通入再生液對除氟劑再生后除氟器(8)再次進(jìn)水、投入運行；所述除氟器再生裝置(11)再生除氟劑時產(chǎn)生的再生廢水進(jìn)入所述再生廢液池(14)，再回流至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)(2-1)內(nèi)，形成除氟循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一級pH調(diào)節(jié)劑為硫酸、鹽酸、氫氧化鈉或石灰；所述一級除氟劑為石灰和/或氯化鈣；所述絮凝劑為PAC或PFS；所述一級助凝劑為PAM；所述二級pH調(diào)節(jié)劑為硫酸或鹽酸；所述二級除氟劑為鋁、鐵、鈣、鎂復(fù)合鹽；所述二級助凝劑為PAM。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一級除氟劑的投加量為使一級pH調(diào)節(jié)區(qū)中鈣離子與污水中氟離子摩爾比為0.7-1.0；所述絮凝劑的投加量為50-100mg/L；所述一級助凝劑的投加量為5-10mg/L；所述二級除氟劑投加量為二級除氟劑與所述一級沉淀區(qū)(2-4)出水中氟離子的質(zhì)量比為(1-2):1；所述二級助凝劑的投加量為3-5mg/L。
10.權(quán)利要求2-4所述的污水高效除氟系統(tǒng)在污水除氟中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步驟：污水先通過一級除氟裝置除氟，使污水中氟離子含量降低至10-20mg/L；再經(jīng)二級除氟裝置除氟，使污水中氟離子含量降低至3-10mg/L；最后經(jīng)三級除氟裝置除氟，使產(chǎn)水氟離子降至1mg/L以下。
本發(fā)明還提供了一種污水高效除氟系統(tǒng)，包括按進(jìn)水方向依次連通的：一級除氟沉淀池，二級除氟沉淀池，除氟器，和產(chǎn)水池；
按進(jìn)水方向，所述一級除氟沉淀池設(shè)置有：一級pH調(diào)節(jié)區(qū)，絮凝區(qū)，一級助凝區(qū)以及一級沉淀區(qū)；
按進(jìn)水方向，所述二級除氟沉淀池設(shè)置有：二級pH調(diào)節(jié)區(qū)，除氟區(qū)，二級助凝區(qū)以及二級沉淀區(qū)。
針對上述污水高效除氟系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種污水高效除氟方法，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，為一級除氟劑除氟創(chuàng)造適宜的反應(yīng)條件，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)、所述一級助凝區(qū)和所述一級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，為二級除氟劑除氟創(chuàng)造適宜的反應(yīng)條件，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)、所述二級助凝區(qū)和所述二級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述除氟區(qū)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水進(jìn)入所述除氟器，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池，完成污水除氟。
優(yōu)選地，所述污水高效除氟系統(tǒng)還包括：除氟器再生裝置；所述除氟器再生裝置與所述除氟器相連。
針對上述污水高效除氟系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種污水高效除氟方法，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)、所述一級助凝區(qū)和所述一級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)、所述二級助凝區(qū)和所述二級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述除氟區(qū)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水進(jìn)入所述除氟器，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池，完成污水除氟；
當(dāng)所述除氟器中的除氟劑吸附飽和后，除氟器停止進(jìn)水，經(jīng)所述除氟器再生裝置通入再生液對除氟劑再生后除氟器再次進(jìn)水、投入運行。
優(yōu)選地，所述污水高效除氟系統(tǒng)還包括：再生廢液池；所述再生廢液池與所述除氟器和所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)相連。
針對上述污水高效除氟系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種污水高效除氟方法，包括以下步驟：將污水送至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入一級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至9-10，然后加入一級除氟劑，并依次流入所述絮凝區(qū)、所述一級助凝區(qū)和所述一級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述絮凝區(qū)時加入絮凝劑，流經(jīng)所述一級助凝區(qū)時加入一級助凝劑，然后在所述一級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水送至所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)，在所述二級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)先加入二級pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至7-8，出水依次流經(jīng)所述除氟區(qū)、所述二級助凝區(qū)和所述二級沉淀區(qū)，流經(jīng)所述除氟區(qū)時加入二級除氟劑，流經(jīng)所述二級助凝區(qū)時加入二級助凝劑，然后在所述二級沉淀區(qū)內(nèi)實現(xiàn)泥渣與污水的分離；
分離所得污水進(jìn)入所述除氟器，除氟后污水進(jìn)入所述產(chǎn)水池，完成污水除氟；
當(dāng)所述除氟器中的除氟劑吸附飽和后，除氟器停止進(jìn)水，經(jīng)所述除氟器再生裝置通入再生液對除氟劑再生后除氟器再次進(jìn)水、投入運行；
所述除氟器再生裝置再生除氟劑時產(chǎn)生的再生廢水進(jìn)入所述再生廢液池，再回流至所述一級pH調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，形成除氟循環(huán)。
本發(fā)明的除氟劑再生廢水通過回流至系統(tǒng)前段、使其攜帶的氟離子通過混凝沉淀作用去除，無二次污染產(chǎn)生、不增加工程投資。
優(yōu)選地，所述一級pH調(diào)節(jié)劑為硫酸、鹽酸、氫氧化鈉或石灰；所述一級除氟劑為石灰和/或氯化鈣；所述絮凝劑為PAC(聚合氯化鋁)或PFS(聚合硫酸鐵)；所述一級助凝劑為PAM(聚丙烯酰胺)；所述二級pH調(diào)節(jié)劑為硫酸或鹽酸；所述二級除氟劑為鋁、鐵、鈣、鎂復(fù)合鹽；所述二級助凝劑為PAM。
本發(fā)明先用石灰和/或氯化鈣去除污水中大量的氟，以降低運行成本，然后采用專用除氟劑進(jìn)一步去除氟一方面減少污水中引入的鈣離子、另一方面降低樹脂除氟的工程投資，最后采用樹脂除氟以確保產(chǎn)水中的氟離子濃度降至1mg/L以下。
優(yōu)選地，所述一級除氟劑的投加量為使一級pH調(diào)節(jié)區(qū)中鈣離子與污水中氟離子摩爾比為0.7-1.0；所述絮凝劑的投加量為50-100mg/L；所述一級助凝劑的投加量為5-10mg/L；所述二級除氟劑投加量為二級除氟劑與所述一級沉淀區(qū)出水中氟離子的質(zhì)量比為(1-2):1；所述二級助凝劑的投加量為3-5mg/L。
優(yōu)選地，所述除氟劑為除氟樹脂；所述除氟器再生裝置為硫酸鋁或氯化鋁投加裝置。
本發(fā)明還提供了上述的污水高效除氟系統(tǒng)在污水除氟中的應(yīng)用。
本發(fā)明通過進(jìn)水管將污水送入一級除氟沉淀池，通過一級pH調(diào)節(jié)劑、一級除氟劑、絮凝劑及一級助凝劑的綜合作用初步去除污水中的氟離子，使一級除氟沉淀池出水氟離子濃度在10-20mg/L，一級除氟沉淀池出水進(jìn)入二級除氟沉淀池，通過二級pH調(diào)節(jié)劑、二級除氟劑、二級助凝劑的綜合作用進(jìn)一步去除污水中的氟離子，使二級除氟沉淀池出水氟離子濃度降至3-10mg/L，二級除氟沉淀池出水進(jìn)入除氟器，通過專用除氟劑的離子交換作用徹底去除污水中的氟離子，使產(chǎn)水氟離子降至1mg/L以下，直至除氟劑飽和。
除氟器中除氟劑飽和后系統(tǒng)停止進(jìn)水，通過除氟器再生裝置對除氟器進(jìn)行再生，產(chǎn)生的再生廢液經(jīng)再生廢液管送至再生廢液池，然后經(jīng)再生廢液提升泵、再生廢液回流管送至一級除氟沉淀池，通過混凝沉淀作用去除廢液中的氟離子。除氟器再生完成后系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)水運行，如此循環(huán)。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：
(1)本發(fā)明提供的一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，通過分段除氟裝置分段除氟、合理控制各段除氟效率，除氟效率高，可使污水氟離子降至1mg/L以下，在徹底去除污水中氟離子的同時，運行成本低，工程投資低，含氟泥渣量少，操作管理簡單；
(2)本發(fā)明提供的一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，出水氟離子小于1mg/L、鈣離子小于100mg/L，相較于常用的石灰結(jié)合氯化鈣除氟方法(出水氟離子6-8mg/L、鈣離子600-1000mg/L)，具有綜合藥劑使用量少、系統(tǒng)除氟徹底，無大量泥渣產(chǎn)生等優(yōu)點；
(3)本發(fā)明提供的一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，相較于專用除氟劑除氟方法，具有引入離子少、運行成本低、系統(tǒng)除氟徹底等優(yōu)點；
(4)本發(fā)明提供的一種污水高效除氟系統(tǒng)及方法，相較于吸附及離子交換除氟方法，具有操作管理簡單、工程投資低、運行成本低、無二次污染物等優(yōu)點。
（發(fā)明人：趙寧華;章建科;陳輝洋;鄒平;魏宏斌;吳小超;張磊）
