公布日：2022.07.15
申请日：2021.12.17
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种连续深度处理含氟废水的装置和方法。该装置包括第一反应池、第二反应池和第三反应池；本发明提供的方法进行脱氟后的废水再经废水提升泵进入到后续废水处理装置除去废水中的COD、BOD、氨氮，合格后排放。本发明提供的技术方案，调节pH值后的含氟废水经一级脱氟、复分解反应、二级脱氟后废水中氟含量小于1ppm。本发明采用33%液体氯化钙溶液、固体碳酸钠、一定浓度二级脱氟剂及其助剂，能够实现精准控制，从而使得处理含氟废水的稳定性大大提高，并且能够保证长周期稳定运行；同时，大大减少了固废量；本发明提供的装置，提高了废水处理的自动化程度，大大减少了员工劳动强度，也节约了人力资源。
权利要求书
1.一种连续深度处理含氟废水的装置，包括第一反应池、第二反应池和第三反应池，其特征在于，所述第一反应池（9）通过废水计量泵（8）与pH调节池（7）相连，通过33%氯化钙溶液计量泵（4）与33%氯化钙溶液计量槽（5），第一反应池（9）通过底部通孔与第二反应池（10）相连，第一反应池（9）中的废水通过位差流入到第二反应池（10）底部；所述第二反应池（10）通过聚合氯化铝溶液计量泵（4）与聚合氯化铝溶液计量槽（3）相连，第二反应池（10）通过中部通孔与第三反应池（11）相连，第二反应池（10）中的废水通过位差流入到第三反应池（11）中部；所述第三反应池（11）通过聚丙烯酰胺溶液计量泵a（2）与聚丙烯酰胺溶液计量槽a（1）相连，第三反应池（11）通过中部通孔与第一布水池（12）相连，第三反应池（11）中的废水通过位差流入到第一布水池（12）中部；所述第一布水池（12）通过底部通孔与第一斜板沉降池（13）相连，第一布水池（12）中的废水通过位差流入到第一斜板沉降池（13）下部；所述第一斜板沉降池（13）通过上部溢水口溢流到第一中间水池（14），第一反应池（9）、第二反应池（10）、第三反应池（11）、第一布水池（12）液位均由该溢流口高度决定，第一斜板沉降池（13）通过污泥输送泵（26）与板框压滤机（25）相连；所述第一中间水池（14）通过溢流口与复分解反应池（15）相连；所述复分解反应池（15）上部有碳酸钠计量加料装置，通过聚丙烯酰胺计量泵b（27）与聚丙烯酰胺溶液计量槽b（28）相连，通过下部通孔与第二布水池（16）相连；所述第二布水池（16）通过底部通孔与第二斜板沉降池（17）相连，第二布水池（16）中的废水通过位差流入到第二斜板沉降池（17）下部；所述第二斜板沉降池（17）通过上部溢水口溢流到第二中间水池（18），复分解反应池（15）、第二斜板布水池（16）液位均由该溢流口高度决定，第二斜板沉降池（17）通过污泥输送泵（26）与板框压滤机（25）相连；所述第二中间水池（18）通过溢流口与二级脱氟反应池（19）相连；所述二级脱氟反应池（19）通过二级脱氟剂计量泵（23）与二级脱氟剂计量槽（24）相连，通过下部通孔与第三布水池（20）相连；所述第三布水池（20）通过底部通孔与第三斜板沉降池（21）相连，第三布水池（20）中的废水通过位差流入到第三斜板沉降池（21）下部；所述第三斜板沉降池（21）通过上部溢水口溢流到第三中间水池（22），二级脱氟反应池（19）、第三布水池液（20）位均由该溢流口高度决定，第三斜板沉降池（21）通过污泥输送泵（26）与板框压滤机（25）相连。
2.一种利用权利要求1所述的装置进行连续深度处理含氟废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将中和到pH为6 8的含氟废水，经废水计量泵（8）输送到第一反应池（9），在搅拌下通过33%氯化钙溶液计量泵（4）连续打入计量的33%氯化钙溶液，反应后，废水通过第一反应池（9）底部通孔，进入到第二反应池（10）；（2）在第二反应池（10）中，在搅拌下与通过聚合氯化铝（PAC）溶液计量泵（4）连续加入的计量聚合氯化铝（PAC）溶液充分混合后，通过第二反应池（10）中部通孔进入到第三反应池（11），在搅拌下与通过聚丙烯酰胺（PAM）溶液计量泵a（2）连续加入的计量聚丙烯酰胺（PAM）溶液充分混合后，通过中部通孔进入第一布水池（12），经第一布水池（12）布水后流入到第一斜板沉降池（13），经溢流围堰溢流到第一中间水池（14）；（3）废水由第一中间水池（14）流到复分解反应池（15），在搅拌下与计量的碳酸钠反应，然后通过聚丙烯酰胺计量泵b（27）加入一定量的聚丙烯酰胺溶液，通过下部通孔与第二布水池（16）相连，再经第二布水池（16）进入到第二斜板沉降池（17）、第二中间水池（18）；（4）废水从第二中间水池（18）流到二级脱氟反应池（19），在搅拌下与二级脱氟剂进一步反应，再经第三布水池（20）、第三斜板沉降池（21）沉降后，上清液溢流到第三中间水池（22）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，钙离子浓度过量1500ppm 5000ppm；优选的，过量2300 2600ppm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚合氯化铝溶液的质量浓度为10%；所述聚合氯化铝溶液的加入量为废水总量的0.015% 0.025%。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合氯化铝溶液中每L加入3 5g亚乙基双硬脂酸酰胺。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1%，加入量为废水总量的0.0015% 0.0030%。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，复分解反应池中，碳酸钠的加入量按下列公式计算：m1=×106其中，m1 碳酸钠的加入量，kg/h；M2 废水的流量，kg/h；C 废水中Ca2+浓度，%；所述聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1%，加入量为废水总量的0.0015% 0.0030%。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述二级脱氟剂是由结晶氯化铝：氯化铁：硅酸钠按照质量比18：10：8组成；所述二级脱氟剂加入量为废水流量的0.15% 0.25%，优选0.2%。
发明内容
针对现有含氟废水处理技术存在的问题，本发明提供了一种连续深度处理含氟废水的装置及方法，本发明提供的方法，可有效、连续去除含氟废水中的氟离子，再经后续废水处理装置，除去废水中的COD、BOD、氨氮等物质后，实现含氟废水稳定达标排放。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：本发明提供了一种连续深度处理含氟废水的装置，包括第一反应池、第二反应池和第三反应池；所述第一反应池通过废水计量泵与pH调节池相连，通过33%氯化钙溶液计量泵与33%氯化钙溶液计量槽，第一反应池通过底部通孔与第二反应池相连，第一反应池中的废水通过位差流入到第二反应池底部；所述第二反应池通过聚合氯化铝溶液计量泵与聚合氯化铝溶液计量槽相连，第二反应池通过中部通孔与第三反应池相连，第二反应池中的废水通过位差流入到第三反应池中部；所述第三反应池通过聚丙烯酰胺溶液计量泵a与聚丙烯酰胺溶液计量槽a相连，第三反应池通过中部通孔与第一布水池相连，第三反应池中的废水通过位差流入到第一布水池中部；所述第一布水池通过底部通孔与第一斜板沉降池相连，第一布水池中的废水通过位差流入到第一斜板沉降池下部；所述第一斜板沉降池通过上部溢水口溢流到第一中间水池，第一反应池、第二反应池、第三反应池、第一布水池液位均由该溢流口高度决定，第一斜板沉降池通过污泥输送泵与板框压滤机相连；所述第一中间水池通过溢流口与复分解反应池相连；所述复分解反应池上部有碳酸钠计量加料装置，通过聚丙烯酰胺计量泵b与聚丙烯酰胺溶液计量槽b相连，通过下部通孔与第二布水池相连；所述第二布水池通过底部通孔与第二斜板沉降池相连，第二布水池中的废水通过位差流入到第二斜板沉降池下部；所述第二斜板沉降池通过上部溢水口溢流到第二中间水池，复分解反应池、第二斜板布水池液位均由该溢流口高度决定，第二斜板沉降池通过污泥输送泵与板框压滤机相连；所述第二中间水池通过溢流口与二级脱氟反应池相连；所述二级脱氟反应池通过二级脱氟剂计量泵与二级脱氟剂计量槽相连，通过下部通孔与第三布水池相连；所述第三布水池通过底部通孔与第三斜板沉降池相连，第三布水池中的废水通过位差流入到第三斜板沉降池下部；所述第三斜板沉降池通过上部溢水口溢流到第三中间水池，二级脱氟反应池、第三布水池液位均由该溢流口高度决定，第三斜板沉降池通过污泥输送泵与板框压滤机相连。
本发明还提供了一种利用上述装置进行连续深度处理含氟废水的方法，包括以下步骤：（1）将中和到pH为6 8的含氟废水，经废水计量泵输送到第一反应池，在搅拌下通过33%氯化钙溶液计量泵连续打入计量的33%氯化钙溶液，反应后，废水通过第一反应池底部通孔，进入到第二反应池；（2）在第二反应池中，在搅拌下与通过聚合氯化铝（PAC）溶液计量泵连续加入的计量聚合氯化铝（PAC）溶液充分混合后，通过第二反应池中部通孔进入到第三反应池，在搅拌下与通过聚丙烯酰胺（PAM）溶液计量泵a连续加入的计量聚丙烯酰胺溶液充分混合后，通过中部通孔进入第一布水池，经第一布水池布水后流入到第一斜板沉降池，经溢流围堰溢流到第一中间水池；（3）废水由第一中间水池流到复分解反应池，在搅拌下与计量的碳酸钠反应，然后通过聚丙烯酰胺计量泵b加入一定量的聚丙烯酰胺溶液，通过下部通孔与第二布水池相连，再经第二布水池进入到第二斜板沉降池、第二中间水池；（4）废水从第二中间水池流到二级脱氟反应池，在搅拌下与二级脱氟剂进一步反应，再经第三布水池、第三斜板沉降池沉降后，上清液溢流到第三中间水池。
进一步的，步骤（1）中，钙离子浓度过量1500ppm 5000ppm；优选的，过量2300 2600ppm。
进一步的，步骤（2）中，所述聚合氯化铝溶液的质量浓度为10%；所述聚合氯化铝溶液的加入量为废水总量的0.015% 0.025%。
进一步的，所述聚合氯化铝溶液中每L加入3 5g亚乙基双硬脂酸酰胺。
进一步的，步骤（2）中，所述聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1%，加入量为废水总量的0.0015% 0.0030%。
进一步的，步骤（3）中，复分解反应池中，碳酸钠的加入量按下列公式计算：m1=×106其中，m1 碳酸钠的加入量，kg/h；M2 废水的流量，kg/h；C 废水中Ca2+浓度，%；所述聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1%，加入量为废水总量的0.0015% 0.0030%。
进一步的，步骤（4）中，所述二级脱氟剂是由结晶氯化铝：氯化铁：硅酸钠按照质量比18：10：8组成；所述二级脱氟剂加入量为废水流量的0.15% 0.25%，优选0.2%。
本发明所处理的含氟废水为工业化生产过程中产生的含氟废水。经本发明提供的方法进行脱氟后的废水再经废水提升泵进入到后续废水处理装置除去废水中的COD、BOD、氨氮，合格后排放。
本发明通过一级脱氟、复分解除过量钙离子、二级脱氟等工序，使得废水中氟离子含量能够小于1ppm。再经过后续废水处理装置，除去废水中的COD、BOD、氨氮等物质后，达标排放。
在一级脱氟工序中，采用33%的氯化钙溶液作为主脱氟剂，便于精准控制33%氯化钙液体加入量，使得在一级反应器中钙离子浓度过量1500ppm以上，最好过量2000ppm，从而能够保证废水中氟离子浓度不大于8ppm。经添加聚合氯化铝溶液（PAC)、聚丙烯酰胺溶液(PAM)协同作用，将悬浮的氟化钙沉淀微粒絮凝沉淀，再经一级斜板沉降池沉降、澄清后，使得废水中不高于8ppm。
一级脱氟后，依据废水中钙离子含量、废水流量，连续、准确加入计量的聚丙烯酰胺和固体碳酸钠，使废水中钙离子以碳酸钙沉淀出废水体系。在此过程中，一是加入固体碳酸钠，没有增加废水总量；二是在生成碳酸钙沉淀过程中与溶液中微量的可溶性氟化钙相结合而产生共沉淀物，进一步降低了废水中氟离子浓度，一般氟离子浓度由7 8ppm会下降到2 3ppm。
复分解除过量钙离子、二级脱氟等工序，使得废水中氟离子含量小于2ppm，最好小于1ppm；复分解后的废水经絮凝沉淀，在上清液中加入0.2%的二级脱氟剂。二级脱氟剂主要成分是：结晶氯化铝、氯化铁、硅酸钠和水配成的固含量30%的胶体状水溶液，加入到氟离子含量小于8ppm的废水中，水体中氟离子会与高价阳离子形成更难溶的含氟络合物，在絮凝作用下进行沉降以达到去除氟离子的目的，从而使废水中氟含量小于1ppm。
本发明的有益效果为：（1）本发明提供的技术方案，调节pH值后的含氟废水经一级脱氟、复分解反应、二级脱氟后废水中氟含量小于1ppm。该技术由于采用33%液体氯化钙溶液、固体碳酸钠、定浓度二级脱氟剂及其助剂，能够实现精准控制，从而使得处理含氟废水的稳定性大大提高，并且能够保证长周期稳定运行；同时，大大减少了固废量；（2）本发明提供的装置，提高了废水处理的自动化程度，大大减少了员工劳动强度，也节约了人力资源。
（发明人：肖玉岭;王利敏;官仁仙;邬昌波;李勇;高翔）