公布日：2023.05.02
申請(qǐng)日：2022.11.18
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)及工藝，系統(tǒng)包括廢水收集池、第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、一級(jí)高效澄清固液分離裝置、第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、二級(jí)高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置、監(jiān)測(cè)回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的出口依次連接第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和一級(jí)高效澄清固液分離裝置，一級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口依次連接第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和二級(jí)高效澄清固液分離裝置，二級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置，氣浮裝置的液體出口連接監(jiān)測(cè)回用水池。本發(fā)明提高了處理效率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，還降低了高含氟廢水深度凈化處理的費(fèi)用。
權(quán)利要求書
1.一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，包括廢水收集池、第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、一級(jí)高效澄清固液分離裝置、第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、二級(jí)高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置、監(jiān)測(cè)回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的進(jìn)口接入高含氟廢水、出口連接第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的出口連接一級(jí)高效澄清固液分離裝置，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，另一路連接至污泥收集池，所述第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的出口連接二級(jí)高效澄清固液分離裝置，所述二級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置、底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，另一路連接至污泥收集池，所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的液體出口連接監(jiān)測(cè)回用水池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述廢水收集池的污水進(jìn)口處還設(shè)置有事故收集池，所述事故收集池的進(jìn)口用于事故時(shí)接入高含氟廢水，出口連接至污水調(diào)節(jié)池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽分別設(shè)置有三格反應(yīng)槽，并且每個(gè)反應(yīng)槽內(nèi)均設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器采用變頻定速實(shí)現(xiàn)每級(jí)轉(zhuǎn)速符合試驗(yàn)要求、強(qiáng)化混凝絮凝效果、形成重質(zhì)大團(tuán)凡花。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽分別通過藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置向每一格反應(yīng)槽內(nèi)單獨(dú)投加藥劑，并且多級(jí)攪拌反應(yīng)槽與進(jìn)入含氟廢水、藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制模式運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的底部斜錐濃縮斗設(shè)有污泥排泥口，與污泥排泥口連接的回流管路分別連接至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的第二格反應(yīng)槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的內(nèi)部設(shè)有刮泥機(jī)，用于將澄清固液分離裝置底部污泥刮入斜錐污泥濃縮斗；所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流反射裝置，用于將絮凝重質(zhì)大團(tuán)凡花擴(kuò)散推流至澄清固液分離裝置的四周。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置包括反應(yīng)攪拌槽、氣浮裝置釋放倉(cāng)、射流氣液混合溶氣罐和氣浮刮渣機(jī)，反應(yīng)攪拌槽的入口連接二級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口，氣浮刮渣機(jī)將氣浮裝置的上浮污泥刮入其排渣槽再排至污泥收集池，在氣浮裝置中部設(shè)有集水管，通過集水管集清液排至監(jiān)測(cè)回用水池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)回用水池設(shè)有用于回流的超越管，該超越管連接至所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的反應(yīng)攪拌槽，且超越管上設(shè)有泵和閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥收集池配有污泥脫水裝置；所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置、二級(jí)高效澄清固液分離裝置、各個(gè)多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置及監(jiān)測(cè)回用水池均設(shè)置有在線監(jiān)測(cè)儀表，精準(zhǔn)控制含氟濃度、流量與藥劑量投加匹配，監(jiān)控-監(jiān)測(cè)回用水池排放氟不超標(biāo)。
10.一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化工藝，其特征在于包括如下步驟：步驟一、含氟廢水正常工況下進(jìn)入廢水收集池，事故狀態(tài)下進(jìn)入事故收集池，事故收集池內(nèi)污水分質(zhì)定量提升至廢水收集池，然后廢水收集池內(nèi)含氟廢水由提升泵輸送至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽；步驟二、高含氟廢水進(jìn)入第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽后，同時(shí)開啟攪拌器以及藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置，并根據(jù)污泥回流比計(jì)量，分別投加藥劑，含氟廢水在第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行攪拌反應(yīng)后，再進(jìn)入一級(jí)高效澄清固液分離裝置；步驟三、一級(jí)高效澄清固液分離裝置內(nèi)污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，底部污泥一部分回流至第一多級(jí)反應(yīng)設(shè)施，一部分排至污泥收集池；步驟四、含氟廢水進(jìn)入第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽后，同時(shí)開啟攪拌器以及藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置，并根據(jù)污泥回流比計(jì)量，分別投加藥劑，含氟廢水在第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行攪拌反應(yīng)后，再進(jìn)入二級(jí)高效澄清固液分離裝置；步驟五、二級(jí)高效澄清固液分離裝置內(nèi)污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置，底部污泥一部分回流至第一多級(jí)反應(yīng)設(shè)施，一部分排至污泥收集池；步驟六、上清液自流至一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的反應(yīng)攪拌槽，同時(shí)開啟藥劑計(jì)量自動(dòng)投加裝置，然后攪拌混凝后進(jìn)入氣浮裝置釋放倉(cāng)，同時(shí)開啟射流氣液混合溶氣罐產(chǎn)生混合氣液，混合氣液經(jīng)釋放倉(cāng)釋放器釋放出微氣泡，微氣泡上浮與進(jìn)入釋放倉(cāng)的攪拌混凝液接觸，將混凝液浮托至氣浮裝置液固分離倉(cāng)，液固浮托至液面再由氣浮裝置的刮渣機(jī)將渣泥刮入渣泥槽排至污泥池，最后設(shè)置在氣浮裝置中部的集水管將清液排至監(jiān)測(cè)回用水池，若檢測(cè)到監(jiān)測(cè)回用水池內(nèi)水質(zhì)不合格，則開啟超越管閥，將污水提升至一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置進(jìn)行重復(fù)處理直至滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于上述高濃度含氟工業(yè)廢水水源含氟廢水凈化處理技術(shù)需求，針對(duì)其水質(zhì)特征和深度處理的要求，提供一種高、低濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)及工藝。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一方面，本發(fā)明提供一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統(tǒng)，其特征在于，包括廢水收集池、第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、一級(jí)高效澄清固液分離裝置、第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、二級(jí)高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置、監(jiān)測(cè)回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的進(jìn)口接入高含氟廢水、出口連接第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的出口連接一級(jí)高效澄清固液分離裝置，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，另一路連接至污泥收集池，所述第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的出口連接二級(jí)高效澄清固液分離裝置，所述二級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置、底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，另一路連接至污泥收集池，所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的液體出口連接監(jiān)測(cè)回用水池。
進(jìn)一步的，所述廢水收集池的污水進(jìn)口處還設(shè)置有事故收集池，所述事故收集池的進(jìn)口用于事故時(shí)接入高含氟廢水，出口連接至污水調(diào)節(jié)池。
進(jìn)一步的，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽分別設(shè)置有三格反應(yīng)槽，并且每個(gè)反應(yīng)槽內(nèi)均設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器采用變頻定速實(shí)現(xiàn)每級(jí)轉(zhuǎn)速符合試驗(yàn)要求、強(qiáng)化混凝絮凝效果、形成重質(zhì)大團(tuán)凡花。
進(jìn)一步的，所述第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽分別通過藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置向每一格反應(yīng)槽內(nèi)單獨(dú)投加藥劑，并且多級(jí)攪拌反應(yīng)槽與進(jìn)入含氟廢水、藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制模式運(yùn)行。
進(jìn)一步的，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的底部斜錐濃縮斗設(shè)有污泥排泥口，與污泥排泥口連接的回流管路分別連接至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽和第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽的第二格反應(yīng)槽。
進(jìn)一步的，所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的內(nèi)部設(shè)有刮泥機(jī)，用于將澄清固液分離裝置底部污泥刮入斜錐污泥濃縮斗；所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置和二級(jí)高效澄清固液分離裝置的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流反射裝置，用于將絮凝重質(zhì)大團(tuán)凡花擴(kuò)散推流至澄清固液分離裝置的四周。
進(jìn)一步的，所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置包括反應(yīng)攪拌槽、氣浮裝置釋放倉(cāng)、射流氣液混合溶氣罐和氣浮刮渣機(jī)，反應(yīng)攪拌槽的入口連接二級(jí)高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口，氣浮刮渣機(jī)將氣浮裝置的上浮污泥刮入其排渣槽再排至污泥收集池，在氣浮裝置中部設(shè)有集水管，通過集水管集清液排至監(jiān)測(cè)回用水池。
進(jìn)一步的，所述監(jiān)測(cè)回用水池設(shè)有用于回流的超越管，該超越管連接至所述一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的反應(yīng)攪拌槽，且超越管上設(shè)有泵和閥。
進(jìn)一步的，所述污泥收集池配有污泥脫水裝置；所述一級(jí)高效澄清固液分離裝置、二級(jí)高效澄清固液分離裝置、各個(gè)多級(jí)攪拌反應(yīng)槽、一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置及監(jiān)測(cè)回用水池均設(shè)置有在線監(jiān)測(cè)儀表，精準(zhǔn)控制含氟濃度、流量與藥劑量投加匹配，監(jiān)控-監(jiān)測(cè)回用水池排放氟不超標(biāo)。
另一方面，本發(fā)明還提供一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化工藝，其包括如下步驟：
步驟一、含氟廢水正常工況下進(jìn)入廢水收集池，事故狀態(tài)下進(jìn)入事故收集池，事故收集池內(nèi)污水分質(zhì)定量提升至廢水收集池，然后廢水收集池內(nèi)含氟廢水由提升泵輸送至第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽；
步驟二、高含氟廢水進(jìn)入第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽后，同時(shí)開啟攪拌器以及藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置，并根據(jù)污泥回流比計(jì)量，分別投加藥劑，含氟廢水在第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行攪拌反應(yīng)后，再進(jìn)入一級(jí)高效澄清固液分離裝置；
步驟三、一級(jí)高效澄清固液分離裝置內(nèi)污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入第一多級(jí)攪拌反應(yīng)槽，底部污泥一部分回流至第一多級(jí)反應(yīng)設(shè)施，一部分排至污泥收集池；
步驟四、含氟廢水進(jìn)入第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽后，同時(shí)開啟攪拌器以及藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加裝置，并根據(jù)污泥回流比計(jì)量，分別投加藥劑，含氟廢水在第二多級(jí)攪拌反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行攪拌反應(yīng)后，再進(jìn)入二級(jí)高效澄清固液分離裝置；
步驟五、二級(jí)高效澄清固液分離裝置內(nèi)污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置，底部污泥一部分回流至第一多級(jí)反應(yīng)設(shè)施，一部分排至污泥收集池；
步驟六、上清液自流至一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置的反應(yīng)攪拌槽，同時(shí)開啟藥劑計(jì)量自動(dòng)投加裝置，然后攪拌混凝后進(jìn)入氣浮裝置釋放倉(cāng)，同時(shí)開啟射流氣液混合溶氣罐產(chǎn)生混合氣液，混合氣液經(jīng)釋放倉(cāng)釋放器釋放出微氣泡，微氣泡上浮與進(jìn)入釋放倉(cāng)的攪拌混凝液接觸，將混凝液浮托至氣浮裝置液固分離倉(cāng)，液固浮托至液面再由氣浮裝置的刮渣機(jī)將渣泥刮入渣泥槽排至污泥池，最后設(shè)置在氣浮裝置中部的集水管將清液排至監(jiān)測(cè)回用水池，若檢測(cè)到監(jiān)測(cè)回用水池內(nèi)水質(zhì)不合格，則開啟超越管閥，將污水提升至一體化攪拌反應(yīng)氣浮裝置進(jìn)行重復(fù)處理直至滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明僅通過混凝反應(yīng)-澄清分離物化法實(shí)現(xiàn)對(duì)高含氟廢水處理出水氟化物≤1mg/L。常歸方法通過氧化鋁/樹脂濾料過濾吸附后方可將含氟廢水處理出水氟化物≤1mg/L。該技術(shù)解決節(jié)省了氧化鋁/樹脂濾料過濾吸附法需要定期濾料再生和更換產(chǎn)生的費(fèi)用，同時(shí)還避免了濾料再生廢液的處理，大大降低了高含氟廢水深度凈化處理費(fèi)用。
本發(fā)明設(shè)置兩級(jí)混凝反應(yīng)-固液澄清分離組合裝置，一、二級(jí)攪拌反應(yīng)槽分別設(shè)配三級(jí)(快、中、慢)攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速按實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件定速，攪拌過程采用變頻定速攪拌以及藥劑定量分級(jí)自動(dòng)投加，使進(jìn)水與藥劑得到充分混合接觸，提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，增強(qiáng)混凝-絮凝反應(yīng)效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水高氟的去除。高效澄清固液分離裝置采用雙級(jí)導(dǎo)流反射布水裝置，含氟廢水經(jīng)混凝反應(yīng)裝置自流至澄清固液分離裝置進(jìn)口進(jìn)入導(dǎo)流反射布水裝置，將混凝液在槽/池內(nèi)推流分布均勻，克服了傳統(tǒng)澄清槽/池布水不均、導(dǎo)流流速高和紊流嚴(yán)重等問題，從而顯著提高澄清分離效果。
本發(fā)明的氣浮裝置，將傳統(tǒng)溶氣罐改進(jìn)為射流氣液混合溶氣罐，改變傳統(tǒng)氣液比調(diào)控難以致氣液比低，微氣泡浮托力差導(dǎo)致處理效率低的問題。采用射流式氣液混合溶氣罐，增強(qiáng)液氣混合，選配專有釋放器以提高釋放效率及抗堵功能，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效除氟的目的。
本發(fā)明采用澄清裝置底部斜錐濃縮斗重質(zhì)污泥回至攪拌反應(yīng)裝置，利用重質(zhì)污泥及污泥中未反應(yīng)藥劑與含氟廢水混合反應(yīng)，提高污泥與混合液的絡(luò)合和絮凝效果，以及藥劑水解產(chǎn)物對(duì)氟的離子交換和物理吸附等幾種反應(yīng)的共同作用，形成重質(zhì)大團(tuán)凡花，提高固液快速分離沉降，大大提高了澄清效率。
本發(fā)明總?cè)コ时痊F(xiàn)行技術(shù)提高70％-80％，出水氟含量≤1.0mg/l。在相對(duì)深度處理?xiàng)l件下，系統(tǒng)效率的提高，降低了設(shè)施建設(shè)投資和處理成本。
（發(fā)明人：王慶芬;丁晟頡）
