含氟废水处理系统及其处理工艺

　　申请日2018.03.15

　　公开(公告)日2018.07.27

　　IPC分类号C02F9/10; C02F101/14

　　摘要

　　本发明公开了一种含氟废水处理系统及其处理工艺，包括依次连接的预处理单元和蒸发结晶单元，含氟废水原液通过原液输送管与预处理单元的原液输入端连接，预处理单元中初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结浓缩元的初级处理液输入端连接，预处理单元中的沉淀物排出端口通过沉淀物输送管与沉淀物收集容器连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标排放水蓄水池连接，蒸发结晶单元的浓缩液输出端通过浓缩液输送管与焚烧器连接。该系统及其处理工艺具有结构简单、操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放的水源等特点。

　　权利要求书

　　1.一种含氟废水处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的预处理单元和蒸发结晶单元，含氟废水原液通过原液输送管与预处理单元的原液输入端连接，预处理单元中初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结浓缩元的初级处理液输入端连接，预处理单元中的沉淀物排出端口通过沉淀物输送管与沉淀物收集容器连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标排放水蓄水池连接，蒸发结晶单元的浓缩液输出端通过浓缩液输送管与焚烧器连接。

　　2.如权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述预处理单元包括反应罐，含氟废水原液通过原液输送管以及串接在其上原液输送泵与反应罐上的含氟废水原液入口连接，反应罐上还设有氢氧化钙原料入口和反应后的混合液出料口，混合液出料口通过混合液输送管与沉淀罐的混合液输入口连接，沉淀罐上设有沉淀物排出口和混合上清液第一排出口，沉淀物排出口通过沉淀物输送管以及串接在其上的沉淀物输送泵与真空压滤机的进料口连接，真空压滤机上的固体沉淀物排料口与固体沉淀物收集箱连接，真空压滤机上的混合上清液第二排出口通过混合上清液回送管与沉淀罐上的回液口连接;混合上清液排第一出口通过混合上清液第一输送管与混合上清液循环罐上的混合上清液进液口连接，混合上清液第一输送管上串接有混合上清液输送泵和混合上清液过滤器，混合上清液循环罐上设有循环液出口和循环液进口，在循环液出口与循环液进口之间连接有混合上清液循环管，在混合上清液循环管上串接有两台循环泵，在两台循环泵之间的混合上清液循环管上串接有催化电解装置，在第一台循环泵与循环液出口之间的混合上清液循环管连接有臭氧发生器;在第二台循环泵与循环液进口之间的混合上清液循环管与上清混合清液输送管的一端连接，在混合上清液循环管与混合上清液输送管的连接点至循环液进口之间的混合上清液循环管上及上清混合液输送管分别设有第一阀门和第二阀门，上清混合清液输送管的另一端与pH调节罐上的混合上清液输入端连接;pH调节罐上还设有调节液输入端和初级处理液输出端，调节液输入端通过调节液输送管及设置在调节液输送管上的调节液输送泵与酸罐的出料口连接，酸罐上连接有进水管，初级处理液输出端通过初级处理液输送管与蒸发结晶单元的初级处理液输入端连接，在初级处理液输送管上串接有初级处理液输送泵和初级处理液储罐。

　　3.如权利要求2所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述初级处理液输送管依次与蒸发结晶单元中的预热器、板式换热器、升膜蒸发器和强制循环加热器连接，强制循环加热器与板式换热器中的第一冷凝水排出端口分别通过第一冷凝水输送管由冷凝水的进水端口依次与冷凝水罐、预热器、活性炭吸附罐串接，升膜蒸发器的底部设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与浓缩液储罐的进料端口连接;在升膜蒸发器上设有排气口，排气口依次通过排气管、蒸汽压缩机和热蒸汽输送管分别与强制循环加热器和板式换热器上的热蒸汽输入端口连接，热蒸汽输送管还通过热蒸汽输送分管与外来生蒸汽连接，浓缩液储罐的进料端口通过浓缩液输送管与焚烧器连接。

　　4.如权利要求3所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述初级处理液输送管的一端与蒸发结晶单元中的初级处理液输入端口连接，所述初级处理液输送管的另一端与蒸发单元中的升膜蒸发器上的进料端口连接，在初级处理液输送管上依次串接有缓冲器、进料泵和不凝气预热器、冷凝水预热器和板式换热器。

　　5.如权利要求4所述的含氟废水处理系统，其特征在于，在所述升膜蒸发器上设有循环液的进料端口和出料端口，在进料端口与出料端口之间通过循环液输送管连接有强制循环加热器，循环液输送管由热强制循环加热器上的出料端口至升膜蒸发器上的进料端口之间串接有强制循环泵;在所述强制循环加热器上设有第一冷凝水出口，在板式换热器上设有第二冷凝水出口，第一冷凝水出口与第二冷凝水出口分别通过第一冷凝水输送管与达标排放水池连接，第一冷凝水输送管由第一冷凝水出口与第二冷凝水出口至达标排放水蓄水池的进水端之间依次串接有冷凝水罐、第一冷凝水水泵、冷凝水预热器和活性炭吸附罐。

　　6.如权利要求5所述的含氟废水处理系统，其特征在于，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽排出端口，在所述板式换热器设有第二热蒸汽排出端口，第一热蒸汽排出端口和第二热蒸汽排出端口分别与第一热蒸汽输送管的进气端连接，第一热蒸汽输送管的出气端与真空泵连接，在第一热蒸汽输送管上串接有不凝气预热器。

　　7.如权利要求6述的含氟废水处理系统，其特征在于，在所述强制循环加热器设有第一热蒸汽进气端口，在所述板式换热器上设有第二热蒸汽进气端口，在第一热蒸汽进气端口和第二热蒸汽进气端口分别通过加热气体输送管与有蒸汽压缩机上的排气端口连接，蒸汽压缩机上的进气口通过排气管与升膜蒸发器上的排气端口连接，在加热气体输送管还与加热气体输送分管的一端连接，加热气体输送分管的另一端与热蒸汽原连接;蒸汽压缩机上还设有进水端口，进水端口通过第二冷凝水输送管与达标排放水池连接，在第二冷凝水输送管上串接有第二冷凝水水泵和蒸汽压缩机蓄水罐。

　　8.如权利要求7述的含氟废水处理系统，其特征在于，在所述升膜蒸发器上设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与浓缩液储罐上的进料端口连接，浓缩液储罐上的出料端口通过浓缩液输送管与浓缩液输送泵上的进料端口连接，浓缩液输送泵上的排出口通过浓缩液输送管与焚烧装置连接。

　　9.一种采用如权利要求1至8中任意一项所述含氟废水处理系统处理含氟废水的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括如下工艺步骤：

　　预处理

　　第一步，将含氟废水原液加入反应罐，再向反应罐内加入氢氧化钙，钙离子与含氟废水原液中的F离子、BO3离子和BF4离子发生反应，生成钙盐沉淀;

　　第二步，将钙盐沉淀物送入真空压滤机进行固液分离;

　　第三步，将反应罐内的上清液进入和固液分离出的液体输送到袋式过滤器，过滤掉可能的悬浮物和沉淀物;

　　第四步，用混合上清液输送泵，将过滤后的含氟废水原液以设定流量与臭氧发射器发出的臭氧一起，通过气液混合由第一台循环泵加进入到催化电解槽内进行氧化，得到调节液;

　　第五步，再将氧化处理后的调节液的pH值调回到8，由调节液输管将调节液输入到pH调节罐内;pH调节罐上还设有调节液输入端和初级处理液输出端，调节液输入端通过调节液输送管及设置在调节液输送管上的调节液输送泵与酸罐的出料口连接，酸罐上连接有进水管，初级处理液输出端通过初级处理液输送管与蒸发结晶单元的初级处理液输入端连接，在初级处理液输送管上串接有初级处理液输送泵和初级处理液储罐;

　　蒸发浓缩处理

　　第六步，将初级处理液通过初级处理液输送管输送至蒸发结晶单元，初级处理液在蒸发单元被加热;

　　第七步，初级处理液通过在预热器、板式换热器中的预热后，以及在蒸发单元中的升膜蒸发器上和强制循环加热器加热后，将初级处理液中的大部分水分蒸发，蒸发出来的冷凝水被输送到达标排放管;

　　第八步，将通过升膜蒸发器分离后得到的浓缩液输送到浓缩液储罐;

　　第九步，再将浓缩液储罐内的浓缩液与焚烧设备连接。

　　说明书

　　一种含氟废水处理系统及其处理工艺

　　技术领域

　　本发明涉及工业废水处理的原料技术领域，具体涉及一种含氟废水处理系统及其处理工艺。

　　背景技术

　　氟是最活跃的非金属元素，与多种元素和化学物易发生反应。同时氟也是人体必需的微量元素之一，主要通过饮水、呼吸和食物摄入体内。氟的过多摄取会对人体健康的带来不良影响。饮用水含氟量大于1.0mg/L时，长期饮用可引起氟斑牙、氟骨症。当含氟量超过6.0mg/L时，即可引起残疾性的重度氟骨症，表现为骨骼变形、全身疼痛、丧失劳动能力甚至瘫痪。

　　氟化物是水质的毒理学指标，广泛存在于自然界的水体中，工业上，冶金、炼焦、电镀、电子、玻璃、化肥、农药等诸多行业所排放的废水中常常含有高浓度的氟化物。目前，国内大多数生产厂尚无完善的含氟废水处理设施，排放的废水中氟含量超过排放标准，出水水质不稳定，严重污染环境、影响人类健康。

　　目前，国内外常用的含氟废水处理方法主要有：沉淀法、混凝法和吸附法等。其中沉淀法主要是利用石灰形成氟化物沉淀来去除水中的氟离子，但是该方法中产生的沉淀会包裹在石灰表面使药品不能充分使用，导致用药量大，污泥量大且脱水困难，且出水浓度一般在 15mg/L以上，继续进行深度处理，很难形成沉淀物;混凝法主要利用铁盐和铝盐吸附水中的氟离子，使胶粒凝聚为絮状物沉淀加以去除，该方法处理工艺较复杂、处理费用高、去除效果干扰因子多，出水水质不稳定;吸附法主要利用活性氧化铝、沸石等吸附剂将氟离子吸附在固定表面来达到除氟目的，该方法吸附剂的吸附容量小、处理时间长且重复使用效果不佳。

　　与上述方法相比，离子交换法以其无毒、污染小、自动化程度高、操作简便、离子交换树脂树脂再生之后交换容量稳定、可重复使用等优势常被用于去除水中氟离子，但现多见于实验室研究。此外，目前采用的阴离子交换树脂相对于阴离子的吸附具有选择性，选择顺序为： SO42->I->NO3->CrO42->Br->SCN->Cl->F-，对氟的选择性比较靠后，竞争吸附的结果使吸附介质对氟离子的去除效果不理想。

　　氟是Ⅱ类污染物，规定最高允许浓度一般应不超过10mg/L，但有的城市颁发了更为严格的地方标准，如要求小于5mg/L。而现有的净化方法包括离子交换法均无法达到如此高要求的除氟效果，因此需要一种能够进行深度净化含氟废水的方法和装置，以适应越发严格的排污标准。

　　发明内容

　　本发明的目的之一在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放水源的含氟废水处理系统。

　　为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种含氟废水处理系统，所述系统包括依次连接的预处理单元、蒸发结晶单元和蒸发结晶单元，含氟废水原液通过原液输送管与预处理单元的原液输入端连接，预处理单元中初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结浓缩元的初级处理液输入端连接，预处理单元中的沉淀物排出端口通过沉淀物输送管与沉淀物收集容器连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标排放水蓄水池连接，蒸发结晶单元的浓缩液输出端通过浓缩液输送管与焚烧器连接。

　　其中优选的技术方案是，所述预处理单元A包括反应罐，含氟废水原液通过原液输送管以及串接在其上原液输送泵与反应罐上的含氟废水原液入口连接，反应罐上还设有氢氧化钙原料入口和反应后的混合液出料口，混合液出料口通过混合液输送管与沉淀罐的混合液输入口连接，沉淀罐上设有沉淀物排出口和混合上清液第一排出口，沉淀物排出口通过沉淀物输送管以及串接在其上的沉淀物输送泵与真空压滤机的进料口连接，真空压滤机上的固体沉淀物排料口与固体沉淀物收集箱连接，真空压滤机上的混合上清液第二排出口通过混合上清液回送管与沉淀罐上的回液口连接;混合上清液排第一出口通过混合上清液第一输送管与混合上清液循环罐上的混合上清液进液口连接，混合上清液第一输送管上串接有混合上清液输送泵和混合上清液过滤器，混合上清液循环罐上设有循环液出口和循环液进口，在循环液出口与循环液进口之间连接有混合上清液循环管，在混合上清液循环管上串接有两台循环泵，在两台循环泵之间的混合上清液循环管上串接有催化电解装置，在第一台循环泵与循环液出口之间的混合上清液循环管连接有臭氧发生器;在第二台循环泵与循环液进口之间的混合上清液循环管与上清混合清液输送管的一端连接，在混合上清液循环管与混合上清液输送管的连接点至循环液进口之间的混合上清液循环管上及上清混合液输送管分别设有第一阀门和第二阀门，上清混合清液输送管的另一端与pH调节罐上的混合上清液输入端连接;pH 调节罐上还设有调节液输入端和初级处理液输出端，调节液输入端通过调节液输送管及设置在调节液输送管上的调节液输送泵与酸罐的出料口连接，酸罐上连接有进水管，初级处理液输出端通过初级处理液输送管与蒸发结晶单元的初级处理液输入端连接，在初级处理液输送管上串接有初级处理液输送泵和初级处理液储罐。

　　进一步优选的技术方案是，所述初级处理液输送管依次与蒸发结晶单元中的预热器、板式换热器、升膜蒸发器和强制循环加热器连接，强制循环加热器与板式换热器中的第一冷凝水排出端口分别通过第一冷凝水输送管由冷凝水的进水端口依次与冷凝水罐、预热器、活性炭吸附罐串接，升膜蒸发器的底部设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与浓缩液储罐的进料端口连接;在升膜蒸发器上设有排气口，排气口依次通过排气管、蒸汽压缩机和热蒸汽输送管分别与强制循环加热器和板式换热器上的热蒸汽输入端口连接，热蒸汽输送管还通过热蒸汽输送分管与外来生蒸汽连接，浓缩液储罐的进料端口通过浓缩液输送管与焚烧器连接。

　　进一步优选的技术方案还有，所述初级处理液输送管的一端与蒸发结晶单元中的初级处理液输入端口连接，所述初级处理液输送管的另一端与蒸发单元中的升膜蒸发器上的进料端口连接，在初级处理液输送管上依次串接有缓冲器、进料泵和不凝气预热器、冷凝水预热器和板式换热器。

　　进一步优选的技术方案还有，在所述升膜蒸发器上设有循环液的进料端口和出料端口，在进料端口与出料端口之间通过循环液输送管连接有强制循环加热器，循环液输送管由热强制循环加热器上的出料端口至升膜蒸发器上的进料端口之间串接有强制循环泵;在所述强制循环加热器上设有第一冷凝水出口，在板式换热器上设有第二冷凝水出口，第一冷凝水出口与第二冷凝水出口分别通过第一冷凝水输送管与达标排放水池连接，第一冷凝水输送管由第一冷凝水出口与第二冷凝水出口至达标排放水蓄水池的进水端之间依次串接有冷凝水罐、第一冷凝水水泵、冷凝水预热器和活性炭吸附罐。

　　进一步优选的技术方案还有，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽排出端口，在所述板式换热器设有第二热蒸汽排出端口，第一热蒸汽排出端口和第二热蒸汽排出端口分别与第一热蒸汽输送管的进气端连接，第一热蒸汽输送管的出气端与真空泵连接，在第一热蒸汽输送管上串接有不凝气预热器。

　　进一步优选的技术方案还有，在所述强制循环加热器设有第一热蒸汽进气端口，在所述板式换热器上设有第二热蒸汽进气端口，在第一热蒸汽进气端口和第二热蒸汽进气端口分别通过加热气体输送管与有蒸汽压缩机上的排气端口连接，蒸汽压缩机上的进气口通过排气管与升膜蒸发器上的排气端口连接，在加热气体输送管还与加热气体输送分管的一端连接，加热气体输送分管的另一端与热蒸汽原连接; 蒸汽压缩机上还设有进水端口，进水端口通过第二冷凝水输送管与达标排放水池连接，在第二冷凝水输送管上串接有第二冷凝水水泵和蒸汽压缩机蓄水罐。。

　　进一步优选的技术方案还有，在所述升膜蒸发器上设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与浓缩液储罐上的进料端口连接，浓缩液储罐上的出料端口通过浓缩液输送管与浓缩液输送泵上的进料端口连接，浓缩液输送泵上的排出口通过浓缩液输送管与焚烧装置连接。

　　本发明的目的之二在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种处理方法简单、操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放的水源，采用含氟废水处理系统处理含氟废水的处理工艺。

　　为实现上述目的，本发明的另一项技术方案是一种采用采用氟废水处理系统处理含氟废水的处理工艺，所述处理工艺包括如下工艺步骤：

　　预处理