CN109020019A - 一种酸性含氟废水净化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酸性含氟废水净化处理装置，属工业废水处理设备技术领域。它由处理系统等构成；一级、二级反应池分别装有搅拌器、pH检测仪，调整水槽装有处理球阀、F‑检测仪，二级反应池经处理球阀与调整水槽连接；一级反应池经流量计、废水进水球阀与废水提升泵连接；污泥收集池经气动隔膜泵与压滤罐连接、经处理管道分别与一级沉淀池、二级沉淀池连接；压滤器与废水收集罐连接；氢氧化钙加药泵、第一氯化钙加药泵、PAM加药泵分别通过第一、第二、第三加药管道与一级反应池装接；PAC加药泵及第二氯化钙加药泵分别第四、第五加药管道与二级反应池、处理球阀对应装接。综合循环处理除氟高效，去废渣彻底，使废水排放达国标。
Description
技术领域
本发明涉及一种酸性含氟废水净化处理装置，属工业废水处理设备技术领域。
背景技术
生产光纤前需要预先对光纤预制棒的表面进行多次清洁处理，才能将其投入光纤拉丝生产工序。光纤生产企业一般采用氢氟酸和氧化性酸液配比的浸泡+纯水多次冲洗的方式处理光纤预制棒，难免在光纤预制棒表面及拉丝机器内部残留酸性含氟废水，遵照国家《污水综合排放标准》GB8978的规定，必须对工业废水进行除氟和中和处理且达标后才能排放。国内光纤生产企业目前通常单一采用石灰沉淀法或混凝沉淀法或吸附/离子交换法来处理酸性含氟废水，受处理设备配置和结构的限制，很难将光纤生产过程产生的酸性含氟废水净化处理达标，做到无害排放，即达到国家《污水综合排放标准》GB8978的排放标准：氟离子≤10mg/L。因此，研制一种综合处理效果好、效率高，结构合理，运转稳定可靠，处理后的废水完全达到排放标准的酸性含氟废水净化处理装置是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种包括石灰中和沉降、氯化钙除氟、絮凝剂沉降多种处理功能，除氟高效，去废渣彻底，中和效果好，处理后的废水完全符合国家《污水综合排放标准》GB8978规定的排放标准：氟离子≤10mg/L；结构合理，运转稳定可靠的酸性含氟废水净化处理装置。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种酸性含氟废水净化处理装置，它由处理系统、加药系统、曝气系统、废水提升泵、废水收集罐构成；其特征在于：曝气系统包括鼓风机、曝气管道；处理系统包括一级反应池、搅拌器、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、调整水槽、污泥收集池、气动隔膜泵、压滤器、第一pH检测仪、第二pH检测仪、处理球阀、F-检测仪、流量计、废水进水球阀；
处理系统的一级反应池的池中装有搅拌器，一级反应池的池壁上装有第一pH检测仪，二级反应池的池壁上装有第二pH检测仪，二级反应池的池中也装有搅拌器，调整水槽中装有处理球阀，调整水槽的壁上安装有F-检测仪，二级反应池通过处理球阀与调整水槽连接；一级反应池通过流量计、废水进水球阀、废水进水管道与废水提升泵连接，废水提升泵装接在废水收集罐的下部；
处理系统的污泥收集池的下部出口通过气动隔膜泵与压滤罐的入口连接，污泥收集池的上部入口通过处理管道分别与一级沉淀池、二级沉淀池的锥形底部出口连接，污泥收集池的上部入口还通过曝气管道与鼓风机连接；压滤器通过废水输出管道与废水收集罐的入口连接；鼓风机通过曝气管道分别与废水收集罐、调整水槽连接；
加药系统包括氢氧化钙Ca(OH)2药罐、氢氧化钙Ca(OH)2加药泵、第一氯化钙CaCl2药罐、第一氯化钙CaCl2加药泵、PAM药罐、PAM加药泵、PAC药罐、PAC加药泵、第二氯化钙CaCl2药罐、第二氯化钙CaCl2加药泵；
加药系统安装在处理系统的上方，加药系统的氢氧化钙Ca(OH)2药罐和氢氧化钙Ca(OH)2加药泵、第一氯化钙CaCl2药罐和第一氯化钙CaCl2加药泵、PAM药罐和PAM加药泵分别、各自通过第一加药管道、第二加药管道、第三加药管道与一级反应池对应装接；PAC药罐和PAC加药泵通过第四加药管道与二级反应池对应装接；第二氯化钙CaCl2药罐和第二氯化钙CaCl2加药泵通过第五加药管道分别与二级反应池、处理球阀对应装接，调整水槽的下部制作有达标水排放口。
所述的一级反应池中通过第一加药管道泵入氢氧化钙Ca(OH)2溶液，通过第二加药管道泵入氯化钙CaCl2溶液，通过第三加药管道泵入PAM絮凝剂，pH控制在8～9，保证高浓度Ca2+钙离子。
所述的二级反应池中通过第四加药管道泵入PAC絮凝剂，并在废水进水球阀控制下通过第五加药管道泵入氯化钙CaCl2，保证处理后废水的F-氟离子浓度不高于8ppm达标排放。
所述的一级反应池中泵入的PAM絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
所述的二级反应池中泵入的PAC絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
所述的曝气系统通过鼓风机、曝气管道对废水收集罐、调整水槽、污泥收集池进行曝气处理，防止污泥沉积和结垢。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该酸性含氟废水净化处理装置，通过在一级反应池中投入石灰（氢氧化钙Ca(OH)2）进行中和，将废水的pH控制在8～9；在一级反应池和二级反应池中通过废水进水球阀控制，两次泵入氯化钙CaCl2药液，使得废水处理过程中，保证 Ca2+钙离子浓度处于高水平，利于Ca2+钙离子与F-氟离子快速反应生成CaF2氟化钙。通过在一级反应池中泵入PAM絮凝剂，在二级反应池中泵入PAC絮凝剂，经一级沉淀池和二级沉淀池的絮凝沉降作用，不仅大大降低废水处理时间，而且处理效率更高。该酸性含氟废水净化处理装置，具备石灰中和沉降、氯化钙除氟、絮凝剂沉降多种处理功能，除氟高效，去废渣彻底，综合处理效果好，处理后的废水完全符合国家《污水综合排放标准》GB8978规定的排放标准：氟离子≤10mg/L。解决了现有单一采用石灰沉淀法或混凝沉淀法或吸附/离子交换法来处理酸性含氟废水，不能将酸性含氟废水净化处理达国标，做到无害排放的问题。
附图说明
图1为一种酸性含氟废水净化处理装置的整体结构示意图。
图中：1、一级反应池，2、搅拌器，3、一级沉淀池，4、二级反应池，5、二级沉淀池，6、调整水槽，7、污泥收集池，8、气动隔膜泵，9、压滤器，10、第一 PH检测仪，11、第二 PH检测仪，12、处理球阀，13、F-检测仪，14、流量计，15、废水进水球阀， 16、废水提升泵，17、废水收集罐， 18、鼓风机；
G1、废水进水管道，G2、处理管道，G3、曝气管道，G4、废水输出管道；
19、Ca(OH)2药罐，20、Ca(OH)2加药泵，21、第一 CaCl2药罐,22、第一 CaCl2加药泵，23、PAM药罐，24、PAM加药泵，25、PAC药罐，26、PAC加药泵，27、第二 CaCl2药罐，28、第二 CaCl2加药泵；
Ga、第一加药管道，Gb、第二加药管道，Gc、第三加药管道，Gd、第四加药管道，Ge、第五加药管道。
具体实施方式
下面结合附图对该酸性含氟废水净化处理装置的实施方式作进一步详细说明：
一种酸性含氟废水净化处理装置，它由处理系统、加药系统、曝气系统、废水提升泵16、废水收集罐17构成；
曝气系统包括鼓风机18、曝气管道G3；
处理系统包括一级反应池1、搅拌器2、一级沉淀池3、二级反应池4、二级沉淀池5、调整水槽6、污泥收集池7、气动隔膜泵8、压滤器9、第一pH检测仪10、第二pH检测仪11、处理球阀12、F-检测仪13、流量计14、废水进水球阀15；
处理系统的一级反应池1的池中装有搅拌器2，一级反应池1的池壁上装有第一pH检测仪10，二级反应池4的池壁上装有第二pH检测仪11，二级反应池4的池中也装有搅拌器2，调整水槽6中装有处理球阀12，调整水槽6的壁上安装有F-检测仪13，二级反应池4通过处理球阀12与调整水槽6连接；一级反应池1通过流量计14、废水进水球阀15、废水进水管道G1与废水提升泵16连接，废水提升泵16装接在废水收集罐17的下部；
处理系统的污泥收集池7的下部出口通过气动隔膜泵8与压滤罐9的入口连接，污泥收集池7的上部入口通过处理管道G2分别与一级沉淀池3、二级沉淀池5的锥形底部出口连接，污泥收集池7的上部入口还通过曝气管道G3与鼓风机18连接；压滤器9通过废水输出管道G4与废水收集罐17的入口连接；鼓风机18通过曝气管道G3分别与废水收集罐17、调整水槽6连接；
加药系统包括氢氧化钙Ca(OH)2药罐19、氢氧化钙Ca(OH)2加药泵20、第一氯化钙CaCl2药罐21、第一氯化钙CaCl2加药泵22、PAM药罐23、PAM加药泵24、PAC药罐25、PAC加药泵26、第二氯化钙CaCl2药罐27、第二氯化钙CaCl2加药泵28；
加药系统安装在处理系统的上方，加药系统的氢氧化钙Ca(OH)2药罐19和氢氧化钙Ca(OH)2加药泵20、第一氯化钙CaCl2药罐21和第一氯化钙CaCl2加药泵22、PAM药罐23和PAM加药泵24分别、各自通过第一加药管道Ga、第二加药管道Gb、第三加药管道Gc与一级反应池1对应装接；PAC药罐25和PAC加药泵26通过第四加药管道Gd与二级反应池4对应装接；第二氯化钙CaCl2药罐27和第二氯化钙CaCl2加药泵28通过第五加药管道Ge分别与二级反应池1、处理球阀12对应装接，调整水槽6的下部制作有达标水排放口。
所述的一级反应池1中通过第一加药管道Ga泵入氢氧化钙Ca(OH)2溶液，通过第二加药管道Gb泵入氯化钙CaCl2溶液，通过第三加药管道Gc泵入PAM絮凝剂，pH值控制在8～9，保证高浓度Ca2+钙离子。
所述的二级反应池4中通过第四加药管道Gd泵入PAC絮凝剂，并在废水进水球阀15控制下通过第五加药管道Ge泵入氯化钙CaCl2溶液，保证处理后废水的F-氟离子浓度不高于8ppm达标排放。
所述的一级反应池1中泵入的PAM絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
所述的二级反应池4中泵入的PAC絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
所述的曝气系统通过鼓风机18和曝气管道G3对废水收集罐17、调整水槽6、污泥收集池7进行曝气处理，防止污泥沉积和结垢（参见图1）。
该酸性含氟废水净化处理装置的工作过程如下：
废水收集罐17上一般都装有超声波液位探测器，本发明装置工作时，先收集光纤酸性含氟废水于废水收集罐17中，超声波液位探测器检测罐中废水的液位，通过废水提升泵16控制废水收集罐17中废水的液位。通过废水进水球阀15及流量计14，控制流入一级反应池1的废水的流量，以保障整个系统连续、稳定的进行处理。通过Ca(OH)2加药泵20、第一加药管道Ga将Ca(OH)2药罐19中的Ca(OH)2溶液泵入一级反应池1的前端池对废水进行中和，经第一pH检测仪检测10，将pH值调控在8～9；通过第一 CaCl2加药泵22、第二加药管道Gb将第一CaCl2药罐21中的CaCl2溶液泵入一级反应池1的后端池内，同时在一级反应池1的后端池内通过PAM加药泵24、第三加药管道Gc泵入PAM药罐23的PAM絮凝剂；
处理后的溶液通过一级沉淀池3絮凝沉降后的废水上清液通过一级沉淀池3的溢流板溢流进入二级反应池4进行处理。通过PAC加药泵26、第四加药管道Gd及通过第二 CaCl2加药泵28、第五加药管道Ge分别将PAC药罐25中的PAC絮凝剂，及第二 CaCl2药罐27中的CaCl2药液泵入二级反应池4的前端池内，经过二级反应池4处理后的废水进入二级沉淀池5，通过二级沉淀池5的再次絮凝沉降后的废水上清液经二级沉淀池5的溢流板溢流后进入调整水槽6内；在调整水槽6内通过F-检测仪13对处理后的废水上清液进行监控，当F-氟离子的浓度高于8ppm时，通过处理球阀12补充添加来自第二CaCl2药罐27的CaCl2药液再行处理，使处理后的废水上清液的F-氟离子的浓度不高于8ppm，即可通过调整水槽6下部的排放口实现达标排放。
一级沉淀池3与二级沉淀池5的沉淀物在重力的作用下沉积于上述两个沉淀池的锥形底部出口处，通过处理管道G2定期排放至污泥收集池7内，通过气动隔膜泵8将污泥收集池7内的沉淀物泵入压滤器9内，经过压滤器9处理后形成干燥的废渣外送资质单位处理。与此同时，经压滤器9处理后产生的废液通过废液输出管道G4回流至废水收集罐17内进行再循环处理。
曝气系统通过鼓风机18和曝气管道G3对废水收集罐17、调整水槽6、污泥收集池7进行曝气处理，防止其污泥沉积、结垢。
该酸性含氟废水处理装置的具体实施步骤如下：
第一步：将光纤预制棒进行酸洗后的酸性含氟废水收集于废水收集罐17内，Ca(OH)2、CaCl2、PAM、PAC按照工艺要求配制相应浓度的药液并搅拌均匀。
第二步：当废水收集罐17内的液位超过设定的液位时，超声波液位探测器与废水提升泵16联动，废水提升泵16启动，将废水泵入一级反应池1的前端池内，通过废水进水球阀15及流量计14将废水的流量控制在设定范围内。
第三步：加药系统、一级反应池1和二级反应池4中的搅拌器2与废水提升泵16联动，当废水以设定流量进入一级反应池1时，搅拌器2启动，已经配制好的Ca(OH)2溶液被Ca(OH)2加药泵20泵入一级反应池1的前端池内；通过第一 PH检测仪10监控pH值，通过废水进水球阀15的开度调节增减废水的流量，调控pH值在8～9；同时,在一级反应池1的后端池内通过第一 CaCl2加药泵22及PAM加药泵24泵入已经配制好的的CaCl2药液及PAM药液，在一级反应池1的后端池内通过搅拌器2进行搅拌反应。
第四步：一级反应池1处理后的废水流入一级沉淀池3，经静止絮凝沉降后的废水上清液经过一级沉淀池3的溢流板围堰溢出进入二级沉淀池5。
第五步：经一级处理后的废水进入二级反应池4时，通过联动控制，二级反应池4内的搅拌器2启动且PAC加药泵26与第二CaCl2加药泵28将配制好的PAC及CaCl2药液泵入二级反应池4，并在池内搅拌反应；通过第二 PH检测仪11对二级反应池4内的pH值进行监控，使pH值稳定在8～9。
第六步：经二级反应池4处理后的废水流入二级沉淀池5，经过静止、絮凝沉降后的废水上清液通过二级沉淀池4的溢流板围堰溢出进入调整水槽6。
第七步：调整水槽6的后端池内的F-检测仪13对处理后流入的废水上清液的F-氟离子的浓度进行监控，通过曝气管道G3和鼓风机18对废水收集罐17、调整水槽6、污泥收集池7中的废水进行曝气处理，当F-氟离子的浓度大于8ppm时，通过现场控制柜显示F-检测仪13的检测数据，以确定处理后废水中F-的含量，由于处理效果稳定，F-的含量变化缓慢，现场监控人员可及时进行操作，适当开启处理球阀12，通过第二CaCl2加药泵28泵入CaCl2药液进行调控。
第八步：调整水槽6的前端池内的废水上清液通过调整水槽6自身的中间溢流板溢流至后端池中，通过F-检测仪13检测：pH值在8～9，F-<8ppm，即实现达标排放。
第九步：收集处理沉降废渣：一级沉淀池3与二级沉淀池5的沉淀物在重力的作用下沉积于一级沉淀池3与二级沉淀池5的锥形结构底端，通过处理管道G2定期排放至污泥收集池7内，污泥收集池7内通过曝气装置防止沉降物沉积、结垢；污泥收集池7通过气动隔膜泵8将污泥收集池7内的沉降物泵入压滤器9，通过压滤器9分离出废水与废渣，其中废水通过废水输出管道G4回流至废水收集罐17内进行再次循环处理，废渣装袋外运并通过相关资质单位进行无害处理。
该酸性含氟废水处理装置采用石灰〔氢氧化钙Ca(OH)2〕作为一级主要处理药品，大大降低了处理成本；通过添加石灰水〔氢氧化钙Ca(OH)2溶液〕将废水的pH值控制在8～9，保证了高的Ca2+钙离子浓度，并在一级反应池1与二级反应池4内分别投入氯化钙CaCl2药液，再次提高Ca2+钙离子浓度，十分有利于Ca2++2F-＝CaF2↓反应的进行，可高效去除F-氟离子。
选择PAM与PAC两种絮凝剂，均适用于pH值在8-9范围内对废水作絮凝沉降处理，提高了沉降效率及F-钙离子净化处理效率；通过废水收集罐17设置的超声波液位探测仪与废水提升泵16、加药系统、反应搅拌器2的联动，保证了对废水连续、稳定的处理。通过监控调整池内F-氟离子的浓度，当检测废水中的F-氟离子的浓度大于8ppm时，通过第二CaCl2加药泵28、第五加药管道Ge将第二CaCl2药罐27中的氯化钙CaCl2药液泵入二级反应池4中，再次补充Ca2+钙离子，切实保证了本发明酸性含氟废水处理装置处理后废水的达标排放。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (6)
1.一种酸性含氟废水净化处理装置，它由处理系统、加药系统、曝气系统、废水提升泵（16）、废水收集罐（17）构成；其特征在于：曝气系统包括鼓风机（18）、曝气管道（G3）；处理系统包括一级反应池（1）、搅拌器（2）、一级沉淀池（3）、二级反应池（4）、二级沉淀池（5）、调整水槽（6）、污泥收集池（7）、气动隔膜泵（8）、压滤器（9）、第一pH检测仪（10）、第二pH检测仪（11）、处理球阀（12）、F-检测仪（13）、流量计（14）、废水进水球阀（15）；
处理系统的一级反应池（1）的池中装有搅拌器（2），一级反应池（1）的池壁上装有第一pH检测仪（10），二级反应池（4）的池壁上装有第二pH检测仪（11），二级反应池（4）的池中也装有搅拌器（2），调整水槽（6）中装有处理球阀（12），调整水槽（6）的壁上安装有F-检测仪（13）；二级反应池（4）通过处理球阀（12）与调整水槽（6）连接；一级反应池（4）通过流量计（14）、废水进水球阀（15）、废水进水管道（G1）与废水提升泵（16）连接，废水提升泵（16）装接在废水收集罐（17）的下部；
处理系统的污泥收集池（7）的下部出口通过气动隔膜泵（8）与压滤罐（9）的入口连接，污泥收集池（7）的上部入口通过处理管道（G2）分别与一级沉淀池（3）、二级沉淀池（5）的锥形底部出口连接，污泥收集池（7）的上部入口还通过曝气管道（G3）与鼓风机（18）连接；压滤器（9）通过废水输出管道（G4）与废水收集罐（17）的入口连接；鼓风机（18）通过曝气管道（G3）分别与废水收集罐（17）、调整水槽（6）连接；
加药系统包括氢氧化钙Ca(OH)2药罐（19）、氢氧化钙Ca(OH)2加药泵（20）、第一氯化钙CaCl2药罐（21）、第一氯化钙CaCl2加药泵（22）、PAM药罐（23）、PAM加药泵（24）、PAC药罐（25）、PAC加药泵（26）、第二氯化钙CaCl2药罐（27）、第二氯化钙CaCl2加药泵（28）；
加药系统安装在处理系统的上方，加药系统的氢氧化钙Ca(OH)2药罐（19）和氢氧化钙Ca(OH)2加药泵（20）、第一氯化钙CaCl2药罐（21）和第一氯化钙CaCl2加药泵（22）、PAM药罐（23）和PAM加药泵（24）分别、各自通过第一加药管道（Ga）、第二加药管道（Gb）、第三加药管道（Gc）与一级反应池（1）对应装接；PAC药罐（25）和PAC加药泵（26）通过第四加药管道（Gd）与二级反应池（4）对应装接；第二氯化钙CaCl2药罐（27）和第二氯化钙CaCl2加药泵（28）通过第五加药管道（Ge）分别与二级反应池（4）、处理球阀（12）对应装接；调整水槽（6）的下部制作有达标水排放口。
2.根据权利要求1所述的一种酸性含氟废水净化处理装置，其特征在于：所述的一级反应池（1）中通过第一加药管道（Ga）泵入氢氧化钙Ca(OH)2溶液，通过第二加药管道（Gb）泵入氯化钙CaCl2溶液，通过第三加药管道（Gc）泵入PAM絮凝剂，pH值控制在8～9，保证高浓度Ca2 +钙离子。
3.根据权利要求1所述的一种酸性含氟废水净化处理装置，其特征在于：所述的二级反应池（4）中通过第四加药管道（Gd）泵入PAC絮凝剂，并在废水进水球阀（15）控制下通过第五加药管道（Ge）泵入氯化钙CaCl2溶液，保证处理后废水的F-浓度不高于8ppm达标排放。
4.根据权利要求1所述的一种酸性含氟废水净化处理装置，其特征在于：所述的一级反应池（1）中泵入的PAM絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
5.根据权利要求1所述的一种酸性含氟废水净化处理装置，其特征在于：所述的二级反应池中（4）泵入的PAC絮凝剂与pH值控制在8～9相适配，对废水作絮凝沉降处理，提高沉降效率及F-氟离子净化处理效率。
6.根据权利要求1所述的一种酸性含氟废水净化处理装置，其特征在于：所述的曝气系统通过鼓风机（18）、曝气管道（G3）对废水收集罐（17）、调整水槽（6）、污泥收集池（7）进行曝气处理，防止污泥沉积和结垢。
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