申请日2006.12.05
公开(公告)日2007.11.28
IPC分类号C02F1/58; C02F1/66; C02F9/04; C02F1/52; C02F101/14
摘要
本实用新型涉及一种石灰石处理含氟废水的装置，是基于用石灰石处理含氟废水的方法而设置的，基本设施包含有反应池、循环泵、中和塔沉降池和泥浆池，循环泵设置在反应池与中和塔之间的输液管道上，中和塔与反应池之间设置有回流管道，沉降池上设置有达标水排出口和与泥浆池相连的污泥排放口，中和塔中充填有颗粒状石灰石(CaCO3)，反应池盛放有含氟废水。根据需要处理含氟废水量的大小按需设置均质池、分离塔、中间池、二级泵、二级中和塔、曝气塔、絮凝池、泥浆泵、多级沉降池和污泥池，使含氟废水在酸性中间介质与石灰石反应生成的可溶性钙盐的作用下脱氟，生成难溶性氟化钙沉淀物和再生酸性中间介质。
权利要求书
1.一种用石灰石处理含氟废水的装置，由反应池(1)和中和塔(3) 构成，其特征在于在反应池(1)与中和塔(3)之间的输液管道(4) 上设置有循环泵(2)，在中和塔(3)与反应池(1)之间设置有回 流管道(5)。
2.一种用石灰石处理含氟废水的装置，其特征在于基本设施包含有反 应池(1)、循环泵(2)、中和塔(3)、沉降池(6)和泥浆池(7)， 循环泵(2)设置在反应池(1)和中和塔(3)之间的输液管道(4) 上，中和塔(3)与反应池(1)之间设置有回流管道(5)，沉降池 (6)上设置有达标水排出口和与泥浆池(7)相连的污泥排放口。
3.一种用石灰石处理含氟废水的装置，其特征在于基本设施包含有反 应池(1)、循环泵(2)、中和塔(3)、均质池(8)、分离塔(9)、 中间池(10)、二级泵(11)、二级中和塔(12)、曝气塔(13)、絮 凝池(14)、泥浆泵(15)、多级沉降池(16)和污泥池(17)，均 质池(8)设置在含氟废水的排液口与反应池(1)之间，循环泵(2) 设置在反应池(1)和中和塔(3)之间的输液管道(4)上，分离 塔(9)设置在中和塔(3)上的溢流口与反应池(1)之间的回流 管道(5)上，中间池(10)设置在与中和塔(3)上的溢流口相连 通的输液管道(18)上，二级泵(11)设置在中间池(10)与二级 中和塔(12)之间，曝气塔(13)设置在二级中和塔(12)的溢流 口与絮凝池(14)之间、在絮凝池(14)之后还设置有带泥浆泵(15) 和带达标水排出口(19)的多级沉降池(16)和污泥池(17)。
说明书
一种用石灰石处理含氟废水的装置
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，特别是一种用石灰石处理含 氟废水的装置。
背景技术
我国是一个氟化学工业迅速发展的大国，对含氟废水的环保处理历来 十分重视，目前常用的处理含氟废水的方法主要有两大类：其一为“石灰 法”，目前用得比较普遍，约占现有处理装置的90%以上，其工作原理是将 生石灰(CaO)水解后生成的石灰水溶液(Ca(OH)2)电离后与废水中的 氟离子作“脱氟”反应、生成难溶于水的氟化钙(CaF2)，经沉降后与水分 离，“石灰法”的优点是处理工艺简单、成本相对较低，因而获得广泛应用， 其缺点是石灰水溶液的溶解度较小，其溶度积Ksp=5.5×10-6，且常用的石 灰水是内含大量固体颗粒的乳浊液，含渣量大，因而处理废水时的有效利用 率很低，尤其是用该方法处理后的废水中氟离子的浓度仍有10-20mg/L，很 难达到<10mg/L的排放标准要求。其二为“可溶性钙盐法”，其特点是 直接加入溶解度较大的可溶性钙盐、并获得钙离子，脱氟反应的速度很快、 处理废水的达标率又非常高，但是所加入的可溶性钙盐作为一种化工原料， 价格比较昂贵、处理成本比石灰法提高幅度很大，这种方法一般适用于废 水排放量小、且含氟量低的废水处理中。此外，上述二种处理装置的结构 普遍比较复杂，定期维修的工作量较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是要提供一种结构科学且工艺简单、处理效率高且 成本低、容易被市场接受的直接用石灰石处理含氟废水的装置。
本实用新型用石灰石处理含氟废水的装置是基于用石灰石处理含氟废 水的方法而设置，其基本设施包含有反应池、循环泵和中和塔，循环泵设 置在反应池与中和塔之间的输液管道上，中和塔与反应池之间设置有回流 管道，中和塔中充填有颗粒状石灰石(CaCO3)，反应池盛放有含氟废水。 工作时先向盛放有含氟废水的反应池中投放酸性中间介质，经混合后由循 环泵将混合液送至中和塔中，中间介质在中和塔内与石灰石(CaCO3)发生 化学反应：
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O
生成的可溶性钙盐氯化钙经回流管道返回反应池中，与含氟废水中的 氟化氢(HF)发生脱氟反应：
CaCl2+2HF→CaF2↓+2HCl
生成难溶性氟化钙(CaF2)沉淀物和中间介质盐酸(HCl)，该再生的 中间介质盐酸(HCl)又随混合液被泵送至中和塔中与石灰石(CaCO3)发 生化学反应，于是又生成可溶性钙盐氯化钙(CaCl2)，依次循环，直至反 应池中脱氟反应完成、氟化氢(HF)的含量达到排放标准<10mg/L为止。
在具体实施中，对于日产量较少的含氟废水可以采用“间歇式”处理 方法，处理装置的基本设施包含有反应池、循环泵、中和塔、沉降池和泥 浆池，循环泵设置在反应池和中和塔之间的输液管道上，中和塔与反应池 之间设置有回流管道，沉降池上设置有达标水排出口和与泥浆池相连的污 泥排放口。工作时先向盛放有含氟废水的反应池中投放少量中间介质，经 混合后由循环泵将混合液送至中和塔中，中间介质在中和塔内与石灰石 (CaCO3)发生化学反应生成可溶性钙盐并经回流管道返回反应池中，与含 氟废水中的氟化氢发生脱氟反应生成难溶性氟化钙沉淀物和再生中间介 质，该中间介质再被泵送至中和塔中，如此反复循环，直至脱氟反应完成、 反应池中氟化氢含量达标为止，然后将处理后的废液排入沉降池中，待沉 淀后固液分离，达标清水排放、氟化钙沉淀物排入泥浆池中干燥后作无公 害填埋处理。
对于日产量较大的含氟废水可采用“连续式”处理方法，处理装置的 基本设施除包含有反应池、循环泵和中和塔外，还设置有均质池、分离塔、 中间池、二级泵、二级中和塔、曝气塔、絮凝池、泥浆泵、多级沉降池和 污泥池，其中：均质池设置在含氟废水的排液口与反应池之间，循环泵设 置在反应池和中和塔之间的输液管道上，分离塔设置在中和塔上的溢流口 与反应池之间的回流管道上，中间池设置在与中和塔上的溢流口相连通的 输液管道上，二级泵设置在中间池与二级中和塔之间，曝气塔设置在二级 中和塔的溢流口与絮凝池之间、在絮凝池之后设置有带泥浆泵和达标水排 出口的多级沉降池和与设置在泥浆泵后的污泥池。
工作时，含氟废水源源不断地流入均质池中，加入中间介质后的含氟 废水在均质池内均质和均量后流入反应池中后由循环泵送至中和塔内与石 灰石(CaCO3)反应生成可溶性钙盐，从溢流口流出后，其一路经分离塔分 离掉固体颗粒物后的可溶性钙盐回流至反应池中与含氟废水中的氟化氢进 行脱氟反应生成氟化钙和中间介质，另一路含有可溶性钙盐和残留酸性的 混合溶液流入中间池后由二级泵输送至二级中和塔中与石灰石(CaCO3)反 应、生成的二氧化碳(CO2)气体由曝气塔脱气、废水流入絮凝池中用碱 (NaOH)调节PH值至8左右，同时加入絮凝剂(聚合氯化铝)，经压缩空 气鼓泡搅拌后从絮凝池中溢出、经多级沉淀池进行固液分离，沉淀得到的 废渣(氟化钙)由泥浆泵输入至污泥池中，经干燥后的氟化钙可作他用， 澄清后的达标水向外排放或回收利用。
基于上述构思的本实用新型用石灰石处理含氟废水的装置，由于其中 所用的主要处理剂石灰石是易得的天然原料，不需要人为地特别加工，盐 酸仅在启动的开始阶段少量添加，因而原料成本很低，而且在整个处理的 过程中的必备设施简单、且可以依据需要处理含氟废水的量决定反应池和 中和塔的大小和数量，开始工作时加入的盐酸作为中间介质在反应池和中 和塔之间自动循环消耗和产生，经处理后的达标水可以仍供工业上应用， 反应生成的不溶于水沉淀物，回收后仍可作他用。由上可见，本实用新型 用石灰石连续处理含氟废水的装置，与现有技术的含氟废水处理装置相比， 由于工作时不需要投放专用的、价格昂贵的可溶性钙盐(CaCl2)，也不需 要配备专用的生石灰和化石灰的池子，具有工作可靠、基本设施简单、辅 助工作量小和处理成本低等优点。而且，本实用新型用石灰石处理含氟废 水的装置不仅适用于以氟化氢为主体的含氟废水处理，也适用于有可溶性 氟盐、氟酸存在的含氟废水处理，还可以用于其他酸性废水的处理。因而 具有显著的技术先进性、很佳的经济性和极强的实用性，是一种行之有效 的废水处理装置，具有推广应用价值。