公布日：2022.07.15
申請日：2021.12.17
分類號：C02F9/04(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種連續(xù)深度處理含氟廢水的裝置和方法。該裝置包括第一反應池、第二反應池和第三反應池；本發(fā)明提供的方法進行脫氟后的廢水再經(jīng)廢水提升泵進入到后續(xù)廢水處理裝置除去廢水中的COD、BOD、氨氮，合格后排放。本發(fā)明提供的技術方案，調節(jié)pH值后的含氟廢水經(jīng)一級脫氟、復分解反應、二級脫氟后廢水中氟含量小于1ppm。本發(fā)明采用33%液體氯化鈣溶液、固體碳酸鈉、一定濃度二級脫氟劑及其助劑，能夠實現(xiàn)精準控制，從而使得處理含氟廢水的穩(wěn)定性大大提高，并且能夠保證長周期穩(wěn)定運行；同時，大大減少了固廢量；本發(fā)明提供的裝置，提高了廢水處理的自動化程度，大大減少了員工勞動強度，也節(jié)約了人力資源。
權利要求書
1.一種連續(xù)深度處理含氟廢水的裝置，包括第一反應池、第二反應池和第三反應池，其特征在于，所述第一反應池（9）通過廢水計量泵（8）與pH調節(jié)池（7）相連，通過33%氯化鈣溶液計量泵（4）與33%氯化鈣溶液計量槽（5），第一反應池（9）通過底部通孔與第二反應池（10）相連，第一反應池（9）中的廢水通過位差流入到第二反應池（10）底部；所述第二反應池（10）通過聚合氯化鋁溶液計量泵（4）與聚合氯化鋁溶液計量槽（3）相連，第二反應池（10）通過中部通孔與第三反應池（11）相連，第二反應池（10）中的廢水通過位差流入到第三反應池（11）中部；所述第三反應池（11）通過聚丙烯酰胺溶液計量泵a（2）與聚丙烯酰胺溶液計量槽a（1）相連，第三反應池（11）通過中部通孔與第一布水池（12）相連，第三反應池（11）中的廢水通過位差流入到第一布水池（12）中部；所述第一布水池（12）通過底部通孔與第一斜板沉降池（13）相連，第一布水池（12）中的廢水通過位差流入到第一斜板沉降池（13）下部；所述第一斜板沉降池（13）通過上部溢水口溢流到第一中間水池（14），第一反應池（9）、第二反應池（10）、第三反應池（11）、第一布水池（12）液位均由該溢流口高度決定，第一斜板沉降池（13）通過污泥輸送泵（26）與板框壓濾機（25）相連；所述第一中間水池（14）通過溢流口與復分解反應池（15）相連；所述復分解反應池（15）上部有碳酸鈉計量加料裝置，通過聚丙烯酰胺計量泵b（27）與聚丙烯酰胺溶液計量槽b（28）相連，通過下部通孔與第二布水池（16）相連；所述第二布水池（16）通過底部通孔與第二斜板沉降池（17）相連，第二布水池（16）中的廢水通過位差流入到第二斜板沉降池（17）下部；所述第二斜板沉降池（17）通過上部溢水口溢流到第二中間水池（18），復分解反應池（15）、第二斜板布水池（16）液位均由該溢流口高度決定，第二斜板沉降池（17）通過污泥輸送泵（26）與板框壓濾機（25）相連；所述第二中間水池（18）通過溢流口與二級脫氟反應池（19）相連；所述二級脫氟反應池（19）通過二級脫氟劑計量泵（23）與二級脫氟劑計量槽（24）相連，通過下部通孔與第三布水池（20）相連；所述第三布水池（20）通過底部通孔與第三斜板沉降池（21）相連，第三布水池（20）中的廢水通過位差流入到第三斜板沉降池（21）下部；所述第三斜板沉降池（21）通過上部溢水口溢流到第三中間水池（22），二級脫氟反應池（19）、第三布水池液（20）位均由該溢流口高度決定，第三斜板沉降池（21）通過污泥輸送泵（26）與板框壓濾機（25）相連。
2.一種利用權利要求1所述的裝置進行連續(xù)深度處理含氟廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將中和到pH為6 8的含氟廢水，經(jīng)廢水計量泵（8）輸送到第一反應池（9），在攪拌下通過33%氯化鈣溶液計量泵（4）連續(xù)打入計量的33%氯化鈣溶液，反應后，廢水通過第一反應池（9）底部通孔，進入到第二反應池（10）；（2）在第二反應池（10）中，在攪拌下與通過聚合氯化鋁（PAC）溶液計量泵（4）連續(xù)加入的計量聚合氯化鋁（PAC）溶液充分混合后，通過第二反應池（10）中部通孔進入到第三反應池（11），在攪拌下與通過聚丙烯酰胺（PAM）溶液計量泵a（2）連續(xù)加入的計量聚丙烯酰胺（PAM）溶液充分混合后，通過中部通孔進入第一布水池（12），經(jīng)第一布水池（12）布水后流入到第一斜板沉降池（13），經(jīng)溢流圍堰溢流到第一中間水池（14）；（3）廢水由第一中間水池（14）流到復分解反應池（15），在攪拌下與計量的碳酸鈉反應，然后通過聚丙烯酰胺計量泵b（27）加入一定量的聚丙烯酰胺溶液，通過下部通孔與第二布水池（16）相連，再經(jīng)第二布水池（16）進入到第二斜板沉降池（17）、第二中間水池（18）；（4）廢水從第二中間水池（18）流到二級脫氟反應池（19），在攪拌下與二級脫氟劑進一步反應，再經(jīng)第三布水池（20）、第三斜板沉降池（21）沉降后，上清液溢流到第三中間水池（22）。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，鈣離子濃度過量1500ppm 5000ppm；優(yōu)選的，過量2300 2600ppm。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合氯化鋁溶液的質量濃度為10%；所述聚合氯化鋁溶液的加入量為廢水總量的0.015% 0.025%。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合氯化鋁溶液中每L加入3 5g亞乙基雙硬脂酸酰胺。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述聚丙烯酰胺溶液濃度為0.1%，加入量為廢水總量的0.0015% 0.0030%。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，復分解反應池中，碳酸鈉的加入量按下列公式計算：m1=×106其中，m1 碳酸鈉的加入量，kg/h；M2 廢水的流量，kg/h；C 廢水中Ca2+濃度，%；所述聚丙烯酰胺溶液濃度為0.1%，加入量為廢水總量的0.0015% 0.0030%。
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述二級脫氟劑是由結晶氯化鋁：氯化鐵：硅酸鈉按照質量比18：10：8組成；所述二級脫氟劑加入量為廢水流量的0.15% 0.25%，優(yōu)選0.2%。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有含氟廢水處理技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)深度處理含氟廢水的裝置及方法，本發(fā)明提供的方法，可有效、連續(xù)去除含氟廢水中的氟離子，再經(jīng)后續(xù)廢水處理裝置，除去廢水中的COD、BOD、氨氮等物質后，實現(xiàn)含氟廢水穩(wěn)定達標排放。
本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案為：本發(fā)明提供了一種連續(xù)深度處理含氟廢水的裝置，包括第一反應池、第二反應池和第三反應池；所述第一反應池通過廢水計量泵與pH調節(jié)池相連，通過33%氯化鈣溶液計量泵與33%氯化鈣溶液計量槽，第一反應池通過底部通孔與第二反應池相連，第一反應池中的廢水通過位差流入到第二反應池底部；所述第二反應池通過聚合氯化鋁溶液計量泵與聚合氯化鋁溶液計量槽相連，第二反應池通過中部通孔與第三反應池相連，第二反應池中的廢水通過位差流入到第三反應池中部；所述第三反應池通過聚丙烯酰胺溶液計量泵a與聚丙烯酰胺溶液計量槽a相連，第三反應池通過中部通孔與第一布水池相連，第三反應池中的廢水通過位差流入到第一布水池中部；所述第一布水池通過底部通孔與第一斜板沉降池相連，第一布水池中的廢水通過位差流入到第一斜板沉降池下部；所述第一斜板沉降池通過上部溢水口溢流到第一中間水池，第一反應池、第二反應池、第三反應池、第一布水池液位均由該溢流口高度決定，第一斜板沉降池通過污泥輸送泵與板框壓濾機相連；所述第一中間水池通過溢流口與復分解反應池相連；所述復分解反應池上部有碳酸鈉計量加料裝置，通過聚丙烯酰胺計量泵b與聚丙烯酰胺溶液計量槽b相連，通過下部通孔與第二布水池相連；所述第二布水池通過底部通孔與第二斜板沉降池相連，第二布水池中的廢水通過位差流入到第二斜板沉降池下部；所述第二斜板沉降池通過上部溢水口溢流到第二中間水池，復分解反應池、第二斜板布水池液位均由該溢流口高度決定，第二斜板沉降池通過污泥輸送泵與板框壓濾機相連；所述第二中間水池通過溢流口與二級脫氟反應池相連；所述二級脫氟反應池通過二級脫氟劑計量泵與二級脫氟劑計量槽相連，通過下部通孔與第三布水池相連；所述第三布水池通過底部通孔與第三斜板沉降池相連，第三布水池中的廢水通過位差流入到第三斜板沉降池下部；所述第三斜板沉降池通過上部溢水口溢流到第三中間水池，二級脫氟反應池、第三布水池液位均由該溢流口高度決定，第三斜板沉降池通過污泥輸送泵與板框壓濾機相連。
本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置進行連續(xù)深度處理含氟廢水的方法，包括以下步驟：（1）將中和到pH為6 8的含氟廢水，經(jīng)廢水計量泵輸送到第一反應池，在攪拌下通過33%氯化鈣溶液計量泵連續(xù)打入計量的33%氯化鈣溶液，反應后，廢水通過第一反應池底部通孔，進入到第二反應池；（2）在第二反應池中，在攪拌下與通過聚合氯化鋁（PAC）溶液計量泵連續(xù)加入的計量聚合氯化鋁（PAC）溶液充分混合后，通過第二反應池中部通孔進入到第三反應池，在攪拌下與通過聚丙烯酰胺（PAM）溶液計量泵a連續(xù)加入的計量聚丙烯酰胺溶液充分混合后，通過中部通孔進入第一布水池，經(jīng)第一布水池布水后流入到第一斜板沉降池，經(jīng)溢流圍堰溢流到第一中間水池；（3）廢水由第一中間水池流到復分解反應池，在攪拌下與計量的碳酸鈉反應，然后通過聚丙烯酰胺計量泵b加入一定量的聚丙烯酰胺溶液，通過下部通孔與第二布水池相連，再經(jīng)第二布水池進入到第二斜板沉降池、第二中間水池；（4）廢水從第二中間水池流到二級脫氟反應池，在攪拌下與二級脫氟劑進一步反應，再經(jīng)第三布水池、第三斜板沉降池沉降后，上清液溢流到第三中間水池。
進一步的，步驟（1）中，鈣離子濃度過量1500ppm 5000ppm；優(yōu)選的，過量2300 2600ppm。
進一步的，步驟（2）中，所述聚合氯化鋁溶液的質量濃度為10%；所述聚合氯化鋁溶液的加入量為廢水總量的0.015% 0.025%。
進一步的，所述聚合氯化鋁溶液中每L加入3 5g亞乙基雙硬脂酸酰胺。
進一步的，步驟（2）中，所述聚丙烯酰胺溶液濃度為0.1%，加入量為廢水總量的0.0015% 0.0030%。
進一步的，步驟（3）中，復分解反應池中，碳酸鈉的加入量按下列公式計算：m1=×106其中，m1 碳酸鈉的加入量，kg/h；M2 廢水的流量，kg/h；C 廢水中Ca2+濃度，%；所述聚丙烯酰胺溶液濃度為0.1%，加入量為廢水總量的0.0015% 0.0030%。
進一步的，步驟（4）中，所述二級脫氟劑是由結晶氯化鋁：氯化鐵：硅酸鈉按照質量比18：10：8組成；所述二級脫氟劑加入量為廢水流量的0.15% 0.25%，優(yōu)選0.2%。
本發(fā)明所處理的含氟廢水為工業(yè)化生產過程中產生的含氟廢水。經(jīng)本發(fā)明提供的方法進行脫氟后的廢水再經(jīng)廢水提升泵進入到后續(xù)廢水處理裝置除去廢水中的COD、BOD、氨氮，合格后排放。
本發(fā)明通過一級脫氟、復分解除過量鈣離子、二級脫氟等工序，使得廢水中氟離子含量能夠小于1ppm。再經(jīng)過后續(xù)廢水處理裝置，除去廢水中的COD、BOD、氨氮等物質后，達標排放。
在一級脫氟工序中，采用33%的氯化鈣溶液作為主脫氟劑，便于精準控制33%氯化鈣液體加入量，使得在一級反應器中鈣離子濃度過量1500ppm以上，最好過量2000ppm，從而能夠保證廢水中氟離子濃度不大于8ppm。經(jīng)添加聚合氯化鋁溶液（PAC)、聚丙烯酰胺溶液(PAM)協(xié)同作用，將懸浮的氟化鈣沉淀微粒絮凝沉淀，再經(jīng)一級斜板沉降池沉降、澄清后，使得廢水中不高于8ppm。
一級脫氟后，依據(jù)廢水中鈣離子含量、廢水流量，連續(xù)、準確加入計量的聚丙烯酰胺和固體碳酸鈉，使廢水中鈣離子以碳酸鈣沉淀出廢水體系。在此過程中，一是加入固體碳酸鈉，沒有增加廢水總量；二是在生成碳酸鈣沉淀過程中與溶液中微量的可溶性氟化鈣相結合而產生共沉淀物，進一步降低了廢水中氟離子濃度，一般氟離子濃度由7 8ppm會下降到2 3ppm。
復分解除過量鈣離子、二級脫氟等工序，使得廢水中氟離子含量小于2ppm，最好小于1ppm；復分解后的廢水經(jīng)絮凝沉淀，在上清液中加入0.2%的二級脫氟劑。二級脫氟劑主要成分是：結晶氯化鋁、氯化鐵、硅酸鈉和水配成的固含量30%的膠體狀水溶液，加入到氟離子含量小于8ppm的廢水中，水體中氟離子會與高價陽離子形成更難溶的含氟絡合物，在絮凝作用下進行沉降以達到去除氟離子的目的，從而使廢水中氟含量小于1ppm。
本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明提供的技術方案，調節(jié)pH值后的含氟廢水經(jīng)一級脫氟、復分解反應、二級脫氟后廢水中氟含量小于1ppm。該技術由于采用33%液體氯化鈣溶液、固體碳酸鈉、定濃度二級脫氟劑及其助劑，能夠實現(xiàn)精準控制，從而使得處理含氟廢水的穩(wěn)定性大大提高，并且能夠保證長周期穩(wěn)定運行；同時，大大減少了固廢量；（2）本發(fā)明提供的裝置，提高了廢水處理的自動化程度，大大減少了員工勞動強度，也節(jié)約了人力資源。
（發(fā)明人：肖玉嶺;王利敏;官仁仙;鄔昌波;李勇;高翔）
