申请日 20200923
公开（公告）日 20201120
IPC分类号 C02F9/04; C02F101/10; C02F101/14; C02F101/16
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体来说涉及一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置及其处理方法。本发明的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，包括依次连接的反应池、还原池、一体化净水器，以及与其配套的污泥处理系统、加药装置，各装置通过管道有序连接起来；反应池设置三格，采用折流连接，在反应池采用调碱剂和氧化剂进行协同作用，加快了反应速度和反应程度，降低了药剂的消耗量，并且减少了污泥产量。主要针对中等或低浓度的氟氨氮总磷废水的处理，保证高效稳定的出水同时，减少药剂用量，缩短反应时间。
权利要求书
1.一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，包括依次连接的反应池、还原池(4)、一体化净水器，以及与其配套的污泥处理系统、加药装置，各装置通过管道有序连接起来；
所述的反应池设有三格，分别为反应池一(1)、反应池二(2)、反应池三(3)，每格之间连接采用折流结构；
所述的还原池(4)为一格，与反应池三(3)通过折流方式连接；
所述的一体化净水器分为旋流反应区、悬浮澄清区、中和区、过滤室(8)；所述的旋流反应区为倒锥形，所述的悬浮澄清区设置在旋流反应区的上方，此处罐体截面最大，所述的悬浮澄清区中心设有中心筒(7)，所述中心筒(7)的下部呈倒锥形，在锥面处设有中心筒排泥管(6)，与污泥室(10)连接；所述的悬浮澄清区正上方设置有斜管(12)，斜管(12)上方为中和区，所述中和区包括出水堰(13)、水平进水层、水平出水层和中心连接管组成；所述的过滤室(8)通过出水管(11)与中和区的水平出水层连接；所述的污泥室(10)设置在旋流反应区倒锥形外侧，所述的过滤室(8)设置一体化净水器的底部，位于污泥室(10)的外侧；
所述的污泥处理系统设置在一体化净水器后，对一体化净水器的污泥进行处理；所述污泥处理系统包括排泥阀(5)、污泥管道、污泥池(19)、污泥输送泵和压滤机(20)；
所述的加药装置包括调碱剂加药装置(18)、氧化剂加药装置(17)、还原剂加药装置(16)、絮凝剂加药装置(15)和酸加药装置(14)；所述的调碱剂加药装置(18)、氧化剂加药装置(17)设置在反应池一(1)的进水口；所述的还原剂加药装置(16)设置在还原池(4)的折流入水口，所述的絮凝剂加药装置(15)设置在还原池(4)的折流出水口；所述的酸加药装置(14)设置在一体化净水器的中心连接管。
2.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，所述的反应池每格都设有搅拌机，为桨式搅拌机，转速为90-120r/min。
3.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，所述还原池(4)设有搅拌机，为桨式搅拌机，转速为90-120r/min，搅拌反应时间为10-15min。
4.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，所述一体净化器中的中心筒排泥管(6)设有4根。
5.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，所述的一体化净水器的过滤室(8)采用双层滤料，下层滤料为直径为1.0—2.0mm石英砂，上层滤料为0.5—1.0mm的石英砂。
6.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，其特征在于，所述的压滤机(20)还设有回流管(21)，与反应池一(1)相连。
7.根据权利要求1所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置的处理方法，其特征在于，方法步骤如下：
步骤一：使含氟含氨氮含磷的废水进入到反应池；
步骤二：向反应池中同时加入调碱剂和氧化剂，调节废水PH为10.0-10.9，不停搅拌；
步骤三：在反应池出水与还原池(4)入口处投加还原剂，进行还原反应；
步骤四：向还原池(4)出口处投加絮凝剂，进行混合反应，再进入一体化净水器进行絮凝反应，一体化净水器包括反应区、澄清区、中和区、过滤室(8)，进行旋流反应、悬浮澄清、斜管沉淀、加酸中和、过滤吸附工艺，得到清液和污泥，其中清液达标排放；
步骤五：步骤四所得污泥流入污泥池(19)，通过污泥输送泵由污泥管道输送到压滤机(20)进行压滤处理，干泥外运，压滤的上清液通过回流管(21)回流到反应池一(1)中再次进行处理。
8.根据权利要求7所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理方法，其特征在于，步骤一中所述的含氟含氨氮含磷的废水的浓度范围为氟化物≤50mg/L、氨氮≤40mg/L、总磷≤200mg/L。
9.根据权利要求7所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理方法，其特征在于，步骤二中pH调节方式是采用调碱剂和氧化剂协同调节，pH调节范围是10.0-10.9，pH稳定后，整个反应池一(1)、反应池二(2)、反应池三(3)的搅拌反应时间为60-90min。
10.根据权利要求7所述的一种含氟含氨氮含磷废水的处理方法，其特征在于，所述调碱剂为氢氧化钙、氧化钙的任意一种；所述氧化剂为次氯酸钠、次氯酸钙的任意一种；所述还原剂为硫代硫酸钠、亚硫酸钠的任意一种；所述絮凝剂采用聚丙烯酰胺，分子量为1400w-1600w，浓度为1-2‰，投加量为5-8ppm；所述酸为质量分数为20％-30％的浓硫酸。
说明书
一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置及其处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体来说涉及一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置及其处理方法。
背景技术
在磷化工企业排放的废水中氟化物、氨氮、总磷的浓度较高，废水危害较大，含磷和氨氮的废水会造成水体富营养化。目前针对氨氮的去除采用的汽提吹脱法、膜分离法存在的能耗高、效率低、分离后需要进一步处理浓水等缺点，而针对氟化物和总磷的去除有石灰法、膜分离法等，存在的问题是石灰投加量大、且无法处理氨氮，而且膜分离的浓水需要二次处理，所以研发一种工艺简单高效的含氟含氨氮含磷废水的处理方法有着十分重要的意义。
现有技术中，申请号为CN201910489869.X的发明专利申请公开了一种含氟含氨氮含磷废水的处理方法，通过调碱加双氧水加热，再加浓磷酸、加热蒸馏、母液加二氧化硅、再加入氨水中和后浓缩、最后通过离心进行固液分离，得到磷酸二氢铵晶体和清液，该方法针对的是高氟和高氨氮的处理，直接将废水中有用的氟和氨氮进行资源化回收利用，工艺流程复杂、回收成本较高、不适宜于中等或者低浓度的氟氨氮总磷的去除。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种构筑物少、占地面积小、流程反应时间短、效果好、适用性强和污泥量少的含氟含氨氮含磷废水的处理装置及其处理方法。
本发明目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明的一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置，包括依次连接的反应池、还原池、一体化净水器，以及与其配套的污泥处理系统、加药装置，各装置通过管道有序连接起来；
所述的反应池设有三格，分别为反应池一、反应池二、反应池三，每格之间连接采用折流结构；
所述的还原池为一格，与反应池三通过折流方式连接；
所述的一体化净水器分为旋流反应区、悬浮澄清区、中和区、过滤区；所述的旋流反应区为倒锥形，位于一体化净水器的底部，废水从底部切向进入旋流反应区进行旋流反应，在上升的过程中随着截面积的变大，流速逐渐减慢，是矾花形成和逐渐长大的区域，反应时间为10-15min；所述悬浮澄清区设置在旋流反应区的上方，所述的悬浮澄清区的罐体截面最大，此处向上流速达最慢，利于矾花在此堆积，并逐渐向中心筒运动，含大量絮体的污泥通过中心筒的排泥管进入污泥室，所述的污泥室设置在旋流反应区倒锥形外侧；所述的悬浮澄清区正上方设置有斜管，上清液不断上升，上升至斜管时，进一步阻隔絮体，进行固液分离，停留时间为3-5min；所述中和区设置在斜管上方，包括出水堰、水平进水层、水平出水层和中心连接管组成；在中心连接管处加入酸，通过搅拌机搅拌混匀，使pH为6-9，所述的搅拌机转速为 120-200r/min；所述的过滤区通过出水管与中和区的水平出水层连接，所述的过滤区设置一体化净水器的底部，位于污泥室的外侧，使澄清中和后的水再经过滤料层深层过滤；
所述的污泥处理系统设置在一体化净水器后，对一体化净水器的污泥室中污泥进行处理；所述污泥处理系统包括排泥阀、污泥管道、污泥池、污泥输送泵和压滤机；
所述的加药装置包括调碱剂加药装置、氧化剂加药装置、还原剂加药装置、絮凝剂加药装置和酸加药装置；所述的调碱剂加药装置、氧化剂加药装置设置在反应池一的进水口；所述的还原剂加药装置设置在还原池的折流入水口，所述的絮凝剂加药装置设置在还原池的折流出水口；所述的酸加药装置设置在一体化净水器的中心连接管。
优选的，所述的反应池每格都设有搅拌机，为桨式搅拌机，其中搅拌机的转速为90-120r/min。
优选的，所述还原池设有搅拌机，为桨式搅拌机，其中搅拌机的转速为 90-120r/min，搅拌反应时间为10-15min。
优选的，所述一体净化器中的排泥管设有4根。
优选的，所述的一体化净水器的过滤区采用双层滤料，下层滤料为直径为1.0—2.0mm石英砂，上层滤料为0.5—1.0mm的石英砂。
优选的，所述的压滤机还设有回流管，与反应池一相连。
上述一种含氟含氨氮含磷废水的处理装置的处理方法，其特征在于，方法步骤如下：
步骤一：使一定浓度的含氟含氨氮含磷的废水进入到反应池；
步骤二：向反应池中同时加入调碱剂和氧化剂，不断搅拌，调节废水PH 为10.0-10.9；
步骤三：在反应池出水与还原池入口处投加还原剂，进行还原反应；
步骤四：向还原池出口处投加絮凝剂，进行混合反应，再进入一体化净水器进行絮凝反应，一体化净水器包括反应区、澄清区、中和区、过滤室，进行旋流反应、悬浮澄清、斜管沉淀、加酸中和、过滤吸附工艺，得到清液和污泥，其中清液达标排放；
步骤五：步骤四所得污泥流入污泥池，通过污泥输送泵由污泥管道输送到压滤机进行压滤处理，干泥外运，压滤的上清液通过回流管回流到反应池一中再次进行处理。
优选的，步骤一中所述的含氟含氨氮含磷的废水的浓度范围为氟化物≤50mg/L、氨氮≤40mg/L、总磷≤200mg/L。
优选的，步骤二中pH调节方式通过调碱剂和氧化剂协同调节，pH调节范围是10.0-10.9，pH稳定后,整个反应池一、反应池二、反应池三的搅拌反应时间为60-90min。
优选的，所述调碱剂为氢氧化钙、氧化钙的任意一种；所述氧化剂为次氯酸钠、次氯酸钙的任意一种；所述还原剂为硫代硫酸钠、亚硫酸钠的任意一种；所述絮凝剂采用PAM(聚丙烯酰胺)，分子量为1400w-1600w，浓度为1-2‰，投加量为5-8ppm；所述酸为质量分数为20％-30％的浓硫酸。
该含氟含氨氮含磷废水的处理装置的工作工艺与原理：废水进入到反应池一，同时通过调碱剂加药装置和氧化剂加药装置投加药剂，调节废水PH值为10.0-10.9，钙离子与磷酸根和氟化物充分反应，次氯酸根与氨氮充分反应，属于不断促进的正反应，加快了反应速度和反应程度，降低了药剂的消耗量，同时还减少了污泥产量，后续在搅拌的作用下不断反应，通过折流依次进入到反应池二、反应池三继续搅拌反应，再通过折流进入到还原池，在还原池入口处通过还原剂加药装置投加还原剂，保证余氯不超标，在还原池折流出口处通过絮凝剂加药装置投加絮凝剂；充分反应的通过管道和提升泵泵入一体化净水器，废水进入到一体化净水器后先进行旋流反应，液面不断上升，在上升的过程中随着液面直径的不断增加，旋转速度由内到外随着不断减缓，其中中心的速度最大，而通过絮凝剂的静电吸附和网捕作用使得絮体在上升的过程中不断长大，并逐渐向中心筒运动，含大量絮体的污泥通过中心筒排泥管进入到污泥室，上清液不断上升至斜管时，絮体被斜管进一步截留，上清液透过斜管达到出水堰后汇集至中央连接管，通过酸投药装置投加酸，调节PH至排放指标6-9，搅拌调节均匀后流入出水管，与污泥室的上清液一起，进入到过滤室，经过过滤后，通过排水管达标排放。污泥室的污泥通过排泥阀和管道进入到污泥池，污泥池具有搅拌功能，再泵入到板框压滤机进行压滤，压滤后的上清液通过回流管回流至反应池再次进行处理，干泥通过汽车外运。
经处理后废水中氟化物≤10mg/L、氨氮≤10mg/L、总磷≤0.5mg/L的排放要求。
本发明同现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明有以下优点：
第一、反应效率高，处理效果稳定，可以有效的去除废水中的氟、氨氮、总磷，出水可以达到达到氟化物≤10mg/L、氨氮≤10mg/L、总磷≤0.5mg/L的排放要求；第二、药剂消耗量少，本发明将调碱剂加药装置、氧化剂加药装置一同设置在反应池一的进水口，利用调碱剂(氢氧化钙或氧化钙)和氧化剂(次氯酸钠或次氯酸钙)进行协同调碱，控制好pH的同时，钙离子与磷酸根和氟化物充分反应，次氯酸根与氨氮充分反应，属于不断促进的正反应，加快了反应速度和反应程度，降低了药剂的消耗量，同时还减少了污泥产量；第三、反应池设置三格，相互之间折流连接，保证充分搅拌反应的同时，若反应前端出现问题时,可以及时停下，方便调整；第四、工艺流程短，处理构筑物少，占地面积小，处理流程大大简化；第五、使用一体化净水设备，设备结构紧凑，空间布局合理，大大缩小设备体积，占地面积小、投资省、维修量小、建设周期短。（发明人 魏晓晴；曹旭；涂刚；夏君；赵相美；周世强；邹银洪 ）