公布日：2023.12.01
申請日：2022.05.20
分類號：C02F1/58(2023.01)I;C02F1/38(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種非石灰處理高含氟廢水的方法及系統(tǒng)。所述系統(tǒng)由沖擊攪拌裝置、加藥機(jī)、碟片離心分離機(jī)、產(chǎn)水箱、氟化物沉渣箱組成。方法步驟為，初始將復(fù)合除氟劑和氧化鋁研磨球填裝至沖擊攪拌裝置中，在沖擊攪拌裝置內(nèi)的兩片對向旋轉(zhuǎn)的沖擊葉盤和氧化鋁研磨球的強(qiáng)力作用下，使顆粒狀復(fù)合除氟劑與高含氟廢水充分接觸并被重復(fù)使用，達(dá)到最佳的除氟效果和最少的藥劑使用量，采用碟片離心分離機(jī)使反應(yīng)后含氟化物的懸濁液固液分離，除氟徹底，處理后的水質(zhì)硬度低，氟離子濃度小于2mg/L，可直接排放或通過反滲透處理回用。
權(quán)利要求書
1.一種非石灰處理高含氟廢水的方法及系統(tǒng)，其方法特征在于采用以下步驟：（1）初始加藥：運(yùn)行前通過加藥機(jī)依次向沖擊攪拌裝置內(nèi)加入復(fù)合除氟劑及氧化鋁研磨球；（2）藥劑除氟：將貯存在含氟原水箱中的氟離子質(zhì)量濃度為1000~5000mg/L的高含氟廢水以10~20m3/h的流速連續(xù)加入到?jīng)_擊攪拌裝置中，與初始加入的復(fù)合除氟劑和氧化鋁研磨球在沖擊攪拌裝置內(nèi)完成除氟反應(yīng)，反應(yīng)后水中的氟化物形成懸濁液從裝置上部排出，復(fù)合除氟劑和氧化鋁研磨球通過傾斜的裝置體內(nèi)壁返回到裝置底部反復(fù)使用；（3）固液分離：在沖擊攪拌裝置中反應(yīng)后的出水進(jìn)入到碟片離心分離機(jī)，進(jìn)一步將水中的氟化物沉渣與處理水分離，產(chǎn)生的沉渣排放至氟化物沉渣箱，處理后的水進(jìn)入產(chǎn)水箱，產(chǎn)水水質(zhì)氟離子濃度≤2mg/L，達(dá)到直接排放或再經(jīng)處理用于生產(chǎn)回用；一種非石灰處理高含氟廢水的方法及系統(tǒng)，其系統(tǒng)特征在于包括含氟原水箱、加藥機(jī)、沖擊攪拌裝置、碟片離心分離機(jī)、產(chǎn)水箱、氟化物沉渣箱、玻璃視窗、低藥位刻度線；含氟原水箱、加藥機(jī)分別通過管道連接至沖擊攪拌裝置的進(jìn)水口和進(jìn)藥口，沖擊攪拌裝置、碟片離心分離機(jī)、產(chǎn)水箱經(jīng)管路依次連接；碟片離心分離機(jī)經(jīng)管道還與氟化物沉渣箱連接；所述的復(fù)合除氟劑，其組分按質(zhì)量百分比為白云石20~40%、方解石20~40%、脫氟磷酸鈣15~18%、沸石10~20%、蛭石10~19%、羥基磷灰石5~12%組成，將上述組分混合研磨制成其粒徑為1~3mm顆粒狀藥劑，運(yùn)行前初始添加量為沖擊攪拌裝置內(nèi)部容積的10~20%，運(yùn)行1小時后補(bǔ)充添加量按沖擊攪拌裝置的玻璃視窗為低藥位刻度線位置時定量添加；所述的氧化鋁研磨球直徑為3~5mm，只在初次運(yùn)行前一次性添加沖擊攪拌裝置容積的5~10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非石灰處理高含氟廢水的方法及系統(tǒng)，其系統(tǒng)的進(jìn)一步特征為：所述的沖擊攪拌裝置的裝置本體為圓筒體，與支架水平傾斜角為30°~45°固定在支架上，其底部向上1/4處垂直設(shè)置有管徑為DN50的進(jìn)水口，管徑為DN25進(jìn)藥口與進(jìn)水口并聯(lián)相通、上部向下100mm處垂直設(shè)置管徑為DN50的出水口；進(jìn)一步地，在軸向中心距離底部200mm處設(shè)有孔徑為150mm的玻璃視窗，低藥位刻度線位置距玻璃視窗下部1/3處、方向與地面水平，裝置本體的直徑500~1000mm、徑長比1:1.5~2，底部最低端開有排污口；所述同軸攪拌桿組件，其外桿外徑為50~70mm、壁厚3mm的空心管，內(nèi)桿壁厚也為3mm的空心管，其外徑由軸承內(nèi)徑?jīng)Q定，內(nèi)桿兩端通過軸承固定在裝置本體圓心處的軸承座上，外桿兩端的內(nèi)徑處通過設(shè)置的軸承與內(nèi)桿聯(lián)結(jié)，內(nèi)桿、外桿可相對異向轉(zhuǎn)動；進(jìn)一步地，內(nèi)桿、外桿的上端分別設(shè)有齒輪，經(jīng)同軸異向齒輪箱與固定在電機(jī)支架上的減速電機(jī)相連接，減速電機(jī)減速比15~25:1；外桿下端設(shè)有厚度為5mm的沖擊葉盤，內(nèi)桿距底部1/3處也設(shè)有厚度為5mm的沖擊葉盤，沖擊葉盤上焊接有4個徑向均勻?qū)ΨQ分布、高度為20~40mm、厚度為10mm的凸起條，兩凸起條邊緣相對間距為30mm；外桿下端1/3處徑向?qū)ΨQ焊接寬度為50~80mm攪拌槳葉，攪拌槳葉展開直徑小于裝置本體內(nèi)徑的100mm；所述碟片離心分離機(jī)轉(zhuǎn)速為3000~5000轉(zhuǎn)/分鐘；所述沖擊攪拌裝置、同軸攪拌桿組件材質(zhì)為碳鋼、表層涂覆防腐涂料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在的需要使用和過量投加石灰除氟劑、且除氟效果不好的問題，提供一種非石灰處理高含氟廢水的方法及系統(tǒng)，技術(shù)方案如下。
處理系統(tǒng)由含氟原水箱、加藥機(jī)、沖擊攪拌裝置、碟片離心分離機(jī)、產(chǎn)水箱、氟化物沉渣箱等組成。含氟原水箱、加藥機(jī)分別通過管道連接至沖擊攪拌裝置的進(jìn)水口和進(jìn)藥口，沖擊攪拌裝置、碟片離心分離機(jī)、產(chǎn)水箱經(jīng)管路依次連接；碟片離心分離機(jī)經(jīng)管道還與氟化物沉渣箱連接。
沖擊攪拌裝置其裝置本體為圓筒體，與支架水平傾斜角為30°~45°固定在支架上，其底部向上1/4處垂直設(shè)置有管徑為DN50的進(jìn)水口，管徑為DN25進(jìn)藥口與進(jìn)水口并聯(lián)相通、上部向下100mm處垂直設(shè)置管徑為DN50的出水口。進(jìn)一步地，在軸向中心距離底部200mm處設(shè)有孔徑為150mm的玻璃視窗，低藥位刻度線位置距玻璃視窗下1/3處、方向與地面水平，裝置本體的直徑500~1000mm、徑長比1:1.5~2，底部最低端開有排污口。
沖擊攪拌裝置內(nèi)設(shè)有的同軸攪拌桿組件，其外桿外徑為50~70mm、壁厚3mm的空心管，內(nèi)桿壁厚也為3mm的空心管，其外徑由軸承內(nèi)徑?jīng)Q定，內(nèi)桿兩端通過軸承固定在裝置本體圓心處的軸承座上，外桿兩端的內(nèi)徑處通過設(shè)置的軸承與內(nèi)桿聯(lián)結(jié)，內(nèi)桿、外桿可相對異向轉(zhuǎn)動。內(nèi)桿、外桿的上端分別設(shè)有齒輪，經(jīng)同軸異向齒輪箱與固定在電機(jī)支架上的減速電機(jī)相連接，減速電機(jī)減速比15~25:1；外桿下端設(shè)有厚度為5mm的沖擊葉盤，內(nèi)桿距底部1/3處也設(shè)有厚度為5mm的沖擊葉盤，沖擊葉盤上焊接有4~8個徑向均勻?qū)ΨQ分布、高度為20~40mm、厚度為10mm的凸起條，兩凸起條邊緣相對間距為30mm；外桿下端1/3處徑向?qū)ΨQ焊接寬度為50~80mm攪拌槳葉，攪拌槳葉展開直徑小于裝置本體內(nèi)徑的100mm；沖擊攪拌裝置、同軸攪拌桿組件材質(zhì)為碳鋼，表層涂覆防腐涂料。
碟片離心分離機(jī)將除氟劑與含氟水反應(yīng)后形成的氟化物懸濁液，在高速旋轉(zhuǎn)組合碟片離心力作用下實現(xiàn)固液分離而凈化水質(zhì)，使除氟徹底且處理后的水質(zhì)硬度更低。
配合上述系統(tǒng)，本發(fā)明專門設(shè)計和使用一種復(fù)合除氟劑，其組分按質(zhì)量百分比為白云石20~40%、方解石20~40%、脫氟磷酸鈣15~18%、沸石10~20%、蛭石10~19%、羥基磷灰石5~12%組成，將上述組分混合研磨制成其粒徑為1~3mm粒狀藥劑，運(yùn)行前初始添加量為沖擊攪拌裝置內(nèi)部容積的10~20%，運(yùn)行1小時后補(bǔ)充添加量按沖擊攪拌裝置的玻璃視孔為低藥位刻度線位置時定量添加；此外，設(shè)計方案中使用的氧化鋁研磨球直徑為3~5mm，只在初次運(yùn)行前一次性添加沖擊攪拌裝置容積的5~10%。
本設(shè)計方案實施的處理方法步驟如下。
（1）初始加藥：運(yùn)行前通過加藥機(jī)依次向沖擊攪拌裝置內(nèi)加入復(fù)合除氟劑及氧化鋁研磨球。
（2）藥劑除氟：將貯存在含氟原水箱中的氟離子質(zhì)量濃度為1000~5000mg/L的高含氟廢水以10~20m3/h的流速連續(xù)加入到?jīng)_擊攪拌裝置中，與初始加入的復(fù)合除氟劑和氧化鋁研磨球在沖擊攪拌裝置內(nèi)完成除氟反應(yīng)，反應(yīng)后水中的氟化物形成懸濁液從裝置上部排出，復(fù)合除氟劑和氧化鋁研磨球通過傾斜的裝置體內(nèi)壁返回到裝置底部反復(fù)使用。
（3）固液分離：在沖擊攪拌裝置中反應(yīng)后的出水進(jìn)入到碟片離心分離機(jī)，進(jìn)一步將水中的氟化物沉渣與處理水分離，產(chǎn)生的沉渣排放至氟化物沉渣箱，處理后的水進(jìn)入產(chǎn)水箱，產(chǎn)水水質(zhì)氟離子濃度≤2mg/L，達(dá)到直接排放或再經(jīng)處理用于生產(chǎn)回用。
本發(fā)明的有益效果為：與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下有益效果：設(shè)計采用了沖擊攪拌裝置與復(fù)合除氟劑配合，在沖擊攪拌裝置中兩片對向旋轉(zhuǎn)的沖擊葉盤和氧化鋁研磨球的強(qiáng)力作用下，使顆粒狀復(fù)合除氟劑與含氟廢水充分接觸并被重復(fù)使用，達(dá)到最佳的除氟效果和最少的藥劑使用量；采用碟片離心分離機(jī)使反應(yīng)后含氟化物的懸濁液固液分離，除氟徹底且處理后的水質(zhì)硬度低，可直接排放或通過反滲透處理回用。
（發(fā)明人：張航）
