申请日2014.09.28
公开(公告)日2016.02.10
IPC分类号C02F9/08; C02F101/14
摘要
本发明公开了一种氢氟酸提纯废水处理装置及工艺，处理工艺包括配水段、A级絮凝沉淀段、B级混凝沉淀段、排放段;处理装置由地下设备、处理装置、架台设备组成;采用两级混凝沉淀工艺，第一级混凝沉淀池：碱调PH、石灰调PH、氯化钙及PAM絮凝反应、氟离子沉淀;第二级混凝沉淀池：硫酸回调PH值，PAC及PAM混凝反应、氟离子沉淀，经过二级混凝沉淀，上清液中氟离子浓度在10mg/l以下，达标排放;本发明耐冲击负荷高，运行有效稳定，降低了运行成本;处理装置采用一体组合式处理氢氟酸废水设备，使用聚丙烯材料焊接制造，耐腐蚀性能好;装置安装简单、方便，可根据现场实际情况进行调整布置，PP材料经久耐用且美观。
权利要求书
1.一种氢氟酸提纯废水处理工艺，其特征在于，所述一种氢氟酸提纯废水处理工艺包括配水段、A级絮凝沉淀段、B级混凝沉淀段、排放段;
1.1所述配水段在所述配水池内进行，含氟废水送入配水池内，通过曝气搅拌方式对含氟废水的水质进行调质处理，调质后的含氟废水经过提升泵输送到PH调节池;
1.2所述A级絮凝沉淀段包括碱调节PH、石灰调PH、絮凝反应、沉淀A;所述碱调PH在所述PH调节池中进行，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，由碱筒通过计量泵对所述PH调节池中的含氟废水进行自动调节，调节PH值为6±0.2，所述PH调节池中的含氟废水自动流入反应池A中;
1.3所述石灰调PH在所述反应池A中进行，所述石灰来自于石灰池，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，通过计量泵投加石灰于反应池A中，调节含氟废水的PH值为9±0.5;
1.4继前步操作，在所述反应池A中，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，由氯化钙筒通过计量泵投加氯化钙，至所述含氟废水中大量快速形成沉淀物为止;所述反应池A中的含氟废水自动流入絮凝池A中;
1.5所述絮凝反应在所述絮凝池A中进行，在搅拌状态下，由PAM筒通过计量泵投加PAM，使废水产生较大矾花易于沉淀;所述絮凝池A中的含氟废水引入到沉淀池A中心的导流筒内;
1.6所述沉淀A在所述沉淀池A中进行，含氟废水由导流筒向下方再反射回流，并在所述沉淀池A中将大部分氟离子沉淀下来，并进行固液二相分离，上清液从所述沉淀池A上部以多点方式流入到B级混凝沉淀段，污泥沉降于所述沉淀池A下方的储泥斗内，通过污泥泵和电磁阀排放到污泥排放池;
1.7所述B级混凝沉淀段包括酸调节PH、混凝反应、沉淀B;所述酸调PH在所述反应池B中进行，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，由酸筒通过计量泵对所述反应池B中的含氟废水进行自动调节，调节PH值为8±0.2;
1.8接继前步操作，在所述反应池B中，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，由PAC筒通过计量泵投加聚合氯化铝，所述反应池B中的含氟废水自动流入絮凝池B中;
1.9所述混凝反应在所述絮凝池B中进行，在搅拌状态下，由PAM筒通过计量泵投加PAM，含氟废水中的氟离子再次发生絮凝沉淀，污染物再一次被去除，所述絮凝池B中的含氟废水引入到沉淀池B中心的导流筒内;
1.10述沉淀B在所述沉淀池B中进行，含氟废水由导流筒向下方再反射回流，并在所述沉淀池B中将大部分氟离子沉淀下来，并进行固液二相分离，上清液从所述沉淀池B上部以多点方式排放到水排放池中，污泥沉降于所述沉淀池B下方的储泥斗内，通过污泥泵和电磁阀控制排放到污泥排放池;
1.11所述排放段由水排放池和污泥排放池组成，含氟废水中达标后经过水排放池排入污水管网，进一步处理;所述沉淀池A和沉淀池B产生的污泥排入所述污泥排放池，进一步由脱水干燥系统处理;
所述含氟废水经过二级反应沉淀过程后，含氟废水中的氟离子被大部分去除，最终废水得到净化,出水中的氟离子浓度在10mg/l以下，能够达标排放。
2.所述一种氢氟酸提纯废水处理装置，其特征在于，所述一种氢氟酸提纯废水处理装置由地下设备、处理装置、架台设备组成;所述地下设备包括配水池、石灰池、污泥排放池、水排放池;所述处理装置包括PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B、提升泵、污泥泵、电磁阀;所述架台设备包括计量泵、碱筒、氯化钙筒、PAM筒、PAC筒、酸筒;所述地下设备均为混凝土构造矩形池体，所述地下设备均设置于地面以下位置，所述配水池和水排放池底部设置有曝气管道，所述石灰池设置有搅拌器，所述处理装置为设置于地面上的矩形槽箱式结构，均采用聚丙烯材质焊接制造，所述沉淀池A和沉淀池B底部设置有储泥斗，所述储泥斗为锥形体，所述PH调节池与所述反应池A相连接，所述反应池A和絮凝池A并列设置，所述反应池A和絮凝池A后面连接所述沉淀池A，所述沉淀池A后面与反应池B和絮凝池B连接，所述反应池B和絮凝池B并列设置，所述反应池B和絮凝池B并列体后面与所述沉淀池B连接;所述架台设备均设置在架台之上，所述架台位置高于所述处理装置，所述架台设置上设置有计量泵和阀门;所述PH调节池、反应池A、絮凝池A、反应池B、絮凝池B上设置有搅拌器，所述PH调节池、反应池A、反应池B上设置有PH计，所述处理装置中的PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B通过工艺管道和阀门依次连通;所述配水池通过二套提升泵为所述PH调节池输送废水;所述沉淀池A和沉淀池B底部通过污泥泵和电磁阀与所述污泥排放池管道连通;所述碱筒与PH调节池、所述石灰池、氯化钙筒与所述反应池A、所述PAM筒与絮凝池A、所述酸筒和PAC筒与反应池B、所述PAM筒与絮凝池B通过工艺管道和阀门连接。
3.根据权利要求2所述的一种氢氟酸提纯废水处理装置，其特征在于，所述工艺管道与设备、污泥泵、提升泵、计量泵之间采用法兰、密封螺接;所述处理装置使用PP板焊接的方式制造，采用矩形无顶盖结构，所述PH调节池、反应池A、絮凝池A为一体式反应槽，槽内有搅拌器安装维护空间和加药空间;其中调节PH的加药量通过PH计和加药计量泵联动;沉淀池A底部锥形结构，上部为方形结构;所述沉淀池A方形结构正中心设置导流筒作为进水区域，底部锥形部分为储泥斗，所述储泥斗锥形部分设置排泥管;所述沉淀池A出水在上部方形结构部位;上清液从上部通过堰板溢流进入B级混凝沉淀段，上清液进入反应池B时设置多点进水;所述反应池B和絮凝池B同样采用矩形无顶盖结构，槽内进行搅拌器和加药管道，所述反应池B和絮凝池B为一体式并列反应槽;槽内出水进入所述沉淀池B的中心导流筒，其连接方式采用管道法兰连接。
4.根据权利要求2所述的一种氢氟酸提纯废水处理装置，其特征在于，所述提升泵设置有二套，通过工艺管道与PH调节池连通。
5.根据权利要求2所述的一种氢氟酸提纯废水处理装置，其特征在于，所述PH计均采用抗HF型PH计。
6.根据权利要求2所述的一种氢氟酸提纯废水处理装置，其特征在于，所述处理装置的处理能力为0.5t/hr—5t/hr。
说明书
一种氢氟酸提纯废水处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种含氟废水处理技术设备领域，特别涉及一种氢氟酸提纯废水处理装置及工艺。
背景技术
氟化工作为化工新材料之一，由于产品具有高性能、高附加值，氟化工产业被称为黄金产业，在一段较长时期内，氟化工行业也是化工领域内发展速度最快的行业之一;然而，在氟化工迅猛发展的过程中，普遍存在的污染问题同时也制约着我国氟化工行业的发展;氟化工含氟废水中成分复杂往往含有较大量的氟、氨和其它一些杂质离子。但是氟是有毒污染物，不达标排放将对整个流域造成巨大污染危害，故一直以来国家环保部门考虑到氟废水对环境的危害和污染现状，对氟化工采取的是限制发展的政策，因此对整个氟化工行业未来的发展产生非常不利的影响。
随着我国工业的发展，工业废水排放量越来越大，各类污染物质的排放量也随之越来越多;其中，氟离子由于其对环境及人体的危害，需要在工厂排放至管网或环境之前进行预处理;现有技术通常采用化学加药沉淀法来处理氟化工的废水，主要是采用物化处理，通过投加化学药剂和氟离子形成沉淀物，后形成沉淀污泥，在沉淀槽中将其去除掉，在容器材质选择上，一般采用碳钢衬玻璃钢、钢砼水池等;除氟后的上清液进入排放池，沉淀污泥进入脱水系统准备脱水干燥后委外处理。
但此种方法存在如下弊端：在加药过程中因为气候、工艺、原材料纯度、废水中成分杂(如：氨)、药品溶解度等原因导致加药量难以掌控，因此经常出现废水超标现象;特别是在氢氟酸提纯中，其排放的废水含氟浓度较高，因此现有简单的加石灰一级混凝沉淀工艺出水很难达到国家规定的排放要求;氢氟酸提纯废水具有很强的腐蚀性，因此普通的设备易老化腐蚀，从而造成损坏;由于氢氟酸废水酸性较强，采用简单的加碱或加石灰，PH调整不稳定，且加药量非常大;现有处理氢氟酸设备较多采用钢砼内衬玻璃钢环氧防腐，设备布置时，摆放方式固定，灵活性不强，不能根据现场的实际情况进行调整。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种氢氟酸提纯废水处理装置及工艺，针对现有技术中的不足，采用两级混凝沉淀工艺，第一级混凝沉淀池：碱调PH、石灰调PH、氯化钙及PAM絮凝反应、氟离子沉淀;第二级混凝沉淀池：硫酸回调PH值，PAC及PAM混凝反应、氟离子沉淀，经过二级混凝沉淀，上清液中氟离子浓度在10mg/l以下，即可达标排放;该两级混凝沉淀工艺耐冲击负荷高，可有效稳定运行，减少了混凝剂的投加量，降低了运行成本;保证其排放的废水中氟离子浓度达到排放要求;处理装置采用一体组合式处理氢氟酸废水设备，使用聚丙烯(PP)材料焊接制造，耐腐蚀性能好;装置安装简单、方便，可根据现场实际情况进行调整布置， PP材料经久耐用且美观。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种氢氟酸提纯废水处理装置及工艺，包括配水池、PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B、石灰池、污泥排放池、水排放池、导流筒、储泥斗、提升泵、污泥泵、计量泵、搅拌器、PH计、工艺管道、阀门、碱筒、氯化钙筒、PAM筒、PAC筒、酸筒、电磁阀，所述PAM为聚丙烯酰胺，所述PAC为聚合氯化铝;其特征在于：
所述一种氢氟酸提纯废水处理工艺包括配水段、A级絮凝沉淀段、B级混凝沉淀段、排放段。
1.所述配水段在所述配水池内进行，含氟废水送入配水池内，通过曝气搅拌方式对含氟废水的水质进行调质处理，调质后的含氟废水经过提升泵输送到PH调节池。
2.所述A级絮凝沉淀段包括碱调节PH、石灰调PH、絮凝反应、沉淀A;所述碱调PH在所述PH调节池中进行，通过PH计自动检测含氟废水中的 PH值，在搅拌状态下，由碱筒通过计量泵对所述PH调节池中的含氟废水进行自动调节，调节PH值为6±0.2，所述PH调节池中的含氟废水自动流入反应池A中。
所述石灰调PH在所述反应池A中进行，所述石灰来自于石灰池，通过 PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，通过计量泵投加石灰于反应池A中，调节含氟废水的PH值为9±0.5。
接继前步操作，在所述反应池A中，通过PH计自动检测含氟废水中的 PH值，在搅拌状态下，由氯化钙筒通过计量泵投加氯化钙，至所述含氟废水中大量快速形成沉淀物为止;所述反应池A中的含氟废水自动流入絮凝池A中。
所述絮凝反应在所述絮凝池A中进行，在搅拌状态下，由PAM筒通过计量泵投加PAM，使废水产生较大矾花易于沉淀;所述絮凝池A中的含氟废水引入到沉淀池A中心的导流筒内。
所述沉淀A在所述沉淀池A中进行，含氟废水由导流筒向下方再反射回流，并在所述沉淀池A中将大部分氟离子沉淀下来，并进行固液二相分离，上清液从所述沉淀池A上部以多点方式流入到B级混凝沉淀段，污泥沉降于所述沉淀池A下方的储泥斗内，通过污泥泵和电磁阀排放到污泥排放池。
3.所述B级混凝沉淀段包括酸调节PH、混凝反应、沉淀B;所述酸调 PH在所述反应池B中进行，通过PH计自动检测含氟废水中的PH值，在搅拌状态下，由酸筒通过计量泵对所述反应池B中的含氟废水进行自动调节，调节PH值为8±0.2。
接继前步操作，在所述反应池B中，通过PH计自动检测含氟废水中的 PH值，在搅拌状态下，由PAC筒通过计量泵投加聚合氯化铝，所述反应池 B中的含氟废水自动流入絮凝池B中。
所述混凝反应在所述絮凝池B中进行，在搅拌状态下，由PAM筒通过计量泵投加PAM，含氟废水中的氟离子再次发生絮凝沉淀，污染物再一次被去除，所述絮凝池B中的含氟废水引入到沉淀池B中心的导流筒内。
所述沉淀B在所述沉淀池B中进行，含氟废水由导流筒向下方再反射回流，并在所述沉淀池B中将大部分氟离子沉淀下来，并进行固液二相分离，上清液从所述沉淀池B上部以多点方式排放到水排放池中，污泥沉降于所述沉淀池B下方的储泥斗内，通过污泥泵和电磁阀控制排放到污泥排放池。
4.所述排放段由水排放池和污泥排放池组成，含氟废水中达标后经过水排放池排入污水管网，进一步处理;所述沉淀池A和沉淀池B产生的污泥排入所述污泥排放池，进一步由脱水干燥系统处理。
所述含氟废水经过二级反应沉淀过程后，含氟废水中的氟离子被大部分去除，最终废水得到净化,出水中的氟离子浓度在10mg/l以下，能够达标排放。
所述一种氢氟酸提纯废水处理装置由地下设备、处理装置、架台设备组成;所述地下设备包括配水池、石灰池、污泥排放池、水排放池;所述处理装置包括PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B、提升泵、污泥泵、电磁阀;所述架台设备包括计量泵、碱筒、氯化钙筒、PAM筒、PAC筒、酸筒;所述地下设备均为混凝土构造矩形池体，所述地下设备均设置于地面以下位置，所述配水池和水排放池底部设置有曝气管道，所述石灰池设置有搅拌器，所述处理装置为设置于地面上的矩形槽箱式结构，均采用聚丙烯材质焊接制造，所述沉淀池A和沉淀池B底部设置有储泥斗，所述储泥斗为锥形体，所述PH调节池与所述反应池A相连接，所述反应池A和絮凝池A并列设置，所述反应池A和絮凝池 A后面连接所述沉淀池A，所述沉淀池A后面与反应池B和絮凝池B连接，所述反应池B和絮凝池B并列设置，所述反应池B和絮凝池B并列体后面与所述沉淀池B连接;所述架台设备均设置在架台之上，所述架台位置高于所述处理装置，所述架台设置上设置有计量泵和阀门;所述PH调节池、反应池A、絮凝池A、反应池B、絮凝池B上设置有搅拌器，所述PH调节池、反应池A、反应池B上设置有PH计，所述处理装置中的PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B通过工艺管道和阀门依次连通;所述配水池通过二套提升泵为所述PH调节池输送废水;所述沉淀池A和沉淀池B底部通过污泥泵和电磁阀与所述污泥排放池管道连通;所述碱筒与PH调节池、所述石灰池、氯化钙筒与所述反应池A、所述PAM筒与絮凝池A、所述酸筒和PAC筒与反应池B、所述PAM筒与絮凝池B通过工艺管道和阀门连接。
所述工艺管道与设备、污泥泵、提升泵、计量泵之间采用法兰、密封螺接;所述处理装置使用PP板焊接的方式制造，采用矩形无顶盖结构，所述PH调节池、反应池A、絮凝池A为一体式反应槽，槽内有搅拌器安装维护空间和加药空间;其中调节PH的加药量通过PH计和加药计量泵联动;沉淀池A底部锥形结构，上部为方形结构;所述沉淀池A方形结构正中心设置导流筒作为进水区域，底部锥形部分作为储泥斗，接收反应池产生的沉淀物，所述储泥斗锥形部分设置排泥管;所述沉淀池A出水在上部方形结构部位，实现泥水二相固液分离;上清液从上部通过堰板溢流进入B级混凝沉淀段，上清液进入反应池B时设置多点进水，保证进水均匀性;所述反应池B和絮凝池B同样采用矩形无顶盖结构，槽内进行搅拌和加药管道，所述反应池B和絮凝池B为一体式并列反应槽;槽内出水进入所述沉淀池B的中心导流筒，其连接方式采用管道法兰连接。
所述提升泵设置有二套，通过工艺管道与PH调节池连通，通过提升泵的作用将含氟废水提升至所述PH调整池内，然后含氟废水自行流进所述反应池A和絮凝池A;然后含氟废水进入所述沉淀池A，在所述沉淀池A中上清液溢流进入所述反应池B，由反应池B流入絮凝池B，然后在导入到所述沉淀池B，由于除进水外其它均为自行流动，节省了废水处理额动力费用。
所述PH调节池、反应池A、絮凝池A和所述反应池B、絮凝池B均为敞口一体式槽体，内部设有搅拌机，由于本身为敞口，且本身除搅拌机外，槽体基本无需日常检修与维护。
所述沉淀池A和沉淀池B设置出水排放管道和污泥排放管道，分别将净化后的废水和污染物污泥排放至特定容器;由于其出水管道和排泥管道方向可根据现场需要任意调整，所以和一体式槽体有极好的组合性能，由于设备为PP一体焊接而成，日常基本不需考虑检修维护。
所述A级絮凝沉淀段是将高浓度的污染物质形成沉淀颗粒物，所形成的沉淀物在所述储泥斗内通过管道及泵排除;所述B级混凝沉淀段放置在所述A级絮凝沉淀段后，目的是将低浓度的污染物质形成沉淀颗粒物，进一步净化废水，再从沉淀池B形成沉淀物，在储泥斗内通过管道及泵排除。
所述PH计均采用抗HF型PH计，能有效监测废水的PH值，用以控制加石灰、加碱及加酸的量;一般PH计探头需要定期更换。
本发明处理能力为0.5t/hr—5t/hr;电源为三相380V，50hz配电。
本发明中PH调节池、反应池A、絮凝池A、沉淀池A、反应池B、絮凝池B、沉淀池B，根据现场占地情况在不改变工艺流程的前提下，通过焊接方式可进行多种组合，同时可根据含氟废水的水量情况，适当调整设计各部分尺寸，可适用于多种含氟废水处理量，保证处理效果。
本发明的工作原理是：氢氟酸提纯废水处理工艺，通过水泵将含氟废水一次提升，通过在反应池A、反应池B投加化学药剂絮凝，在沉淀池A 和沉淀池B实现污染物质的分离沉淀，有效去除氟离子、金属离子、磷酸根离子等污染物，保证出水水质的达标排放。
配水池废水通过曝气搅拌的方式调整其水质，之后通过提升泵提升进入PH调节池，废水PH值通过PH计自动控制加碱筒与计量泵，并调整PH 值至6左右;之后废水自流进入反应池A，反应池A处于边搅拌、边加入药剂状态，其投加石灰调整PH值至9左右，投加氯化钙，增加其钙离子浓度，废水中的氟离子污染物快速形成沉淀物，之后废水自流进入絮凝池A 中，在絮凝池A中投加PAM，使废水产生较大矾花易于沉淀;反应后出水进入沉淀池A的导流筒内;沉淀池A中实现固液的分离，上清液以多点进水方式进入反应池B，在反应池B内通过PH计自动控制加酸量，控制PH 值在8左右，同时投加聚合氯化铝，之后废水自流进入絮凝池B中，投加 PAM，在搅拌条件下氟离子再次发生絮凝沉淀，污染物再一次被去除，反应池B出水进入沉淀池B的中心导流筒内，经过A级絮凝沉淀段和B级混凝沉淀段，在这两段反应沉淀过程中，污水中的氟离子被大部分去除，最终废水中的氟离子浓度控制在10mg/L以下得到净化,出水能够达标排放。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：采用两级混凝沉淀工艺，第一级混凝沉淀池：碱调PH、石灰调PH、氯化钙及PAM絮凝反应、氟离子沉淀;第二级混凝沉淀池：硫酸回调PH值，PAC及PAM混凝反应、氟离子沉淀，经过二级混凝沉淀，上清液中氟离子浓度在10mg/l以下，即可达标排放;该两级混凝沉淀工艺耐冲击负荷高，可有效稳定运行，减少了混凝剂的投加量，降低了运行成本;保证其排放的废水中氟离子浓度达到排放要求;处理装置采用一体组合式处理氢氟酸废水设备，使用聚丙烯 (PP)材料焊接制造，耐腐蚀性能好;装置安装简单、方便，可根据现场实际情况进行调整布置，PP材料经久耐用且美观。