CN111777232A - 生产废水除氟处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生产废水除氟处理系统及方法，生产废水除氟处理系统，包括：第一高效澄清池系统、第二高效澄清池系统、污泥浓缩池、污泥脱水装置和废水收集装置；所述第一高效澄清池系统和所述第二高效澄清池系统的结构相同，均包括：混合池、混凝池、絮凝池、过渡池、沉淀池和后混池；所述沉淀池主体的上方开设排水口；所述沉淀池主体的排水口位于所述填料层的上方，所述沉淀池主体的排水口与后混池的进水池连接；所述后混池的排水口，与外排水总管道连接。本发明提供的生产废水除氟处理系统及方法，具有生产废水处理成本低、处理效率高的优点，满足废水除氟要求。

Description

生产废水除氟处理系统及方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种生产废水除氟处理系统及方法。

背景技术

工业生产过程中产生的污水中常含有较高浓度的氟化物，，此类废水若不经处理直接排放，会对环境造成严重污染。现有技术中存在的各种除氟处理方法，普遍存在处理费用高、适用性差、氟含量难以达标等问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种生产废水除氟处理系统及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种生产废水除氟处理系统，包括：第一高效澄清池系统、第二高效澄清池系统、污泥浓缩池、污泥脱水装置和废水收集装置；

其中，所述第一高效澄清池系统和所述第二高效澄清池系统的结构相同，均包括：混合池、混凝池、絮凝池、过渡池、沉淀池和后混池；

所述混合池设置有除氟药剂加药装置；所述混合池的左侧上部设置进水口；所述混合池的右侧下部设置排水口；

所述混凝池设置有氢氧化钠加药装置；所述混凝池的底部设置进水口，所述混凝池的进水口高度，低于所述混合池的排水口的高度，所述混合池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述混凝池；所述混凝池的顶部设置排水口；

所述絮凝池设置有PAM加药装置；所述絮凝池的底部一侧设置进水口，所述絮凝池的进水口高度，低于所述混凝池的排水口的高度，所述混凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述絮凝池；所述絮凝池内沿轴向安装有中心导流筒；所述中心导流筒的下部为进水口；所述中心导流筒的上部为出水口；所述絮凝池内轴向中心位置安装絮凝搅拌机；所述絮凝搅拌机的搅拌叶片伸入到所述中心导流筒的内部；在所述絮凝搅拌机的搅拌作用下，所述絮凝池内的水由所述中心导流筒的下部进入，再由所述中心导流筒的上部流出，由此实现对所述絮凝池内溶液的导流搅拌作用；所述絮凝池的底部另一侧设置排水口；

所述过渡池的内部中心位置安装有隔墙，进而将所述过渡池的内部空间划分为左侧过渡池和右侧过渡池；所述左侧过渡池的下方设置进水口；所述左侧过渡池的进水口高度，低于所述絮凝池的排水口的高度，所述絮凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述过渡池，再通过所述隔墙缓慢均匀地流到所述右侧过渡池；所述右侧过渡池的中部开设排水口；

所述沉淀池包括沉淀池主体以及位于所述沉淀池主体下方的排泥斗；所述沉淀池主体铺设填料层；所述沉淀池主体的一侧下部设置进水口，所述沉淀池主体的进水口高度，低于所述右侧过渡池的排水口高度，所述右侧过渡池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述沉淀池主体；所述沉淀池主体的另一侧上部设置排水口；所述排泥斗的底部设置排泥口；

所述排泥斗内的下层污泥，在剩余污泥泵作用下，通过排泥口排出到所述污泥浓缩池；所述污泥浓缩池的排泥口与所述污泥脱水装置的进泥口连接；所述污泥脱水装置的排泥口与泥饼外运装置连接；所述污泥脱水装置的排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述污泥浓缩池的上清液排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述废水收集装置的排水口连接到所述混合池的进水口；

所述排泥斗内的上层污泥，在污泥回流泵作用下，通过排泥口回流到所述混凝池内部；

所述沉淀池主体的上方开设排水口；所述沉淀池主体的排水口位于所述填料层的上方，所述沉淀池主体的排水口与后混池的进水池连接；所述后混池的排水口，与外排水总管道连接。

优选的，所述排泥斗为锥形排泥斗。

优选的，所述絮凝搅拌机为变频絮凝搅拌机；所述污泥回流泵为变频污泥回流泵。

优选的，所述污泥脱水装置为高压板框压滤机。

本发明提供一种生产废水除氟处理系统的方法，包括以下步骤：

高氟化物废水，浓度为5-9PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第一高效澄清池系统；低氟化物废水，浓度为1-2PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第二高效澄清池系统；

第一高效澄清池系统和第二高效澄清池系统的结构相同，采用以下方式对氟化物废水分别进行絮凝沉淀处理：

步骤1，被处理的氟化物废水，进入到混合池，根据氟化物浓度，向混合池中投加除氟药剂，经13min的充分混合后，进入混凝池；

步骤2，向混凝池投加氢氧化钠，将液体PH值控制在6.3-6.5，混凝时间＞13min，从而使水中的氟化物及胶体与除氟药剂进行混凝反应，使水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，得到混凝后废水；

步骤3，混凝后废水流入到絮凝池，向絮凝池中投加PAM高效絮凝药剂，在絮凝搅拌机的作用下，废水从中心导流筒的下方流入，并从中心导流筒的上方流出，由此沿中心导流筒按特定方向不断循环流动，使混凝后废水与PAM高效絮凝药剂均匀混合接触进行絮凝反应，形成氟化物矾花颗粒；

步骤4，絮凝后废水慢速流入过渡池，在过渡池内隔墙的作用下，控制过渡池中废水通过速度，使絮凝后废水慢速均匀通过过渡池，并且，保证絮凝后废水通过过渡池的时间大于30分钟，在此过程中，一方面，不会使原氟化物矾花颗粒破碎，另一方面，还可以使絮凝后氟化物矾花颗粒增大；

步骤5，絮凝后废水经过过渡池后，慢速推流到沉淀池，在沉淀池中进行沉淀，沉淀时间为3小时，污泥沉淀到沉淀池下部的排泥斗中；沉淀池上部漫过填料层的为沉淀后的废水；沉淀后的废水进入到后混池，根据出水情况添加硫酸或氢氧化钠将pH调至6-9之间，然后出水靠重力汇合至外排水总管外排；

对于排泥斗中的污泥，分为上层污泥和下层污泥；下层污泥含水率低，含有的没有反应完全的絮凝药剂量低；因此，下层污泥在剩余污泥泵作用下，排出到污泥浓缩池储存，污泥浓缩池的上清液排入到废水收集装置；污泥浓缩池的污泥泵入污泥脱水装置，经污泥脱水装置进行脱水处理后，产生的泥饼经泥饼外运装置外运，产生的废水排入到废水收集装置；废水收集装置收集的全部废水再由提升泵提升至混合池内部，重新进行处理；

上层污泥含水率高，含有的没有反应完全的絮凝药剂量高，因此，上层污泥在污泥回流泵作用下，回流到混凝池内部，一方面，充分利用上层污泥没有反应完全的絮凝药剂量；另一方面，上层污泥回流到混凝池，并进一步流入到絮凝池中时，由于上层污泥的颗粒作用，促进絮凝效果。

优选的，步骤1中，对于高氟化物废水，以2000mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂；对于低氟化物废水，以300-500mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂。

本发明提供的生产废水除氟处理系统及方法具有以下优点：

本发明提供的生产废水除氟处理系统及方法，具有生产废水处理成本低、处理效率高的优点，满足废水除氟要求。

附图说明

图1为本发明提供的生产废水除氟处理系统的整体结构示意图。

图2为本发明提供的高效澄清池系统的结构示意图；

图3为本发明提供的絮凝池的结构示意图；

其中：

1-混合池；2-混凝池；3-絮凝池；4-过渡池；5-沉淀池；6-后混池；

3-1-中心导流筒；3-2-絮凝搅拌机；4-1-隔墙；5-1-填料；5-2-排泥斗。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对废水氟化物浓度低，标准严的客观条件，常规絮凝沉淀工艺和除氟药剂无法满足氟化物去除要求，为此针对低氟化物废水絮凝沉淀的性状，本发明优化絮凝沉淀工艺，合理控制混合、混凝和絮凝的时间，调整回流比例和流速流量，上升速度等条件，提出一种新型的生产除氟工艺，达到外排水氟化物＜1ppm的环保指标。其中，ppm浓度(parts permillion)是用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称百万分比浓度。

本发明提供一种生产废水除氟处理系统，参考图1，包括：第一高效澄清池系统、第二高效澄清池系统、污泥浓缩池、污泥脱水装置和废水收集装置；

其中，所述第一高效澄清池系统和所述第二高效澄清池系统的结构相同，参考图2，均包括：混合池、混凝池、絮凝池、过渡池、沉淀池和后混池；

所述混合池设置有除氟药剂加药装置；所述混合池的左侧上部设置进水口；所述混合池的右侧下部设置排水口；

所述混凝池设置有氢氧化钠加药装置；所述混凝池的底部设置进水口，所述混凝池的进水口高度，低于所述混合池的排水口的高度，所述混合池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述混凝池；所述混凝池的顶部设置排水口；

所述絮凝池设置有PAM加药装置；所述絮凝池的底部一侧设置进水口，所述絮凝池的进水口高度，低于所述混凝池的排水口的高度，所述混凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述絮凝池；参考图3，所述絮凝池内沿轴向安装有中心导流筒；所述中心导流筒的下部为进水口；所述中心导流筒的上部为出水口；所述絮凝池内轴向中心位置安装絮凝搅拌机；所述絮凝搅拌机为变频絮凝搅拌机；所述絮凝搅拌机的搅拌叶片伸入到所述中心导流筒的内部；在所述絮凝搅拌机的搅拌作用下，所述絮凝池内的水由所述中心导流筒的下部进入，再由所述中心导流筒的上部流出，由此实现对所述絮凝池内溶液的导流搅拌作用；所述絮凝池的底部另一侧设置排水口；

所述过渡池的内部中心位置安装有隔墙，进而将所述过渡池的内部空间划分为左侧过渡池和右侧过渡池；所述左侧过渡池的下方设置进水口；所述左侧过渡池的进水口高度，低于所述絮凝池的排水口的高度，所述絮凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述过渡池，再通过所述隔墙缓慢均匀地流到所述右侧过渡池；所述右侧过渡池的中部开设排水口；

所述沉淀池包括沉淀池主体以及位于所述沉淀池主体下方的排泥斗；所述沉淀池主体铺设填料层；所述沉淀池主体的一侧下部设置进水口，所述沉淀池主体的进水口高度，低于所述右侧过渡池的排水口高度，所述右侧过渡池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述沉淀池主体；所述沉淀池主体的另一侧上部设置排水口；所述排泥斗的底部设置排泥口；

所述排泥斗为锥形排泥斗。所述排泥斗内的下层污泥，在剩余污泥泵作用下，通过排泥口排出到所述污泥浓缩池；所述污泥浓缩池的排泥口与所述污泥脱水装置的进泥口连接；所述污泥脱水装置的排泥口与泥饼外运装置连接；所述污泥脱水装置为高压板框压滤机。所述污泥脱水装置的排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述污泥浓缩池的上清液排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述废水收集装置的排水口连接到所述混合池的进水口；

所述排泥斗内的上层污泥，在污泥回流泵作用下，通过排泥口回流到所述混凝池内部；其中，所述污泥回流泵为变频污泥回流泵。

所述沉淀池主体的上方开设排水口；所述沉淀池主体的排水口位于所述填料层的上方，所述沉淀池主体的排水口与后混池的进水池连接；所述后混池的排水口，与外排水总管道连接。

本发明还提供一种生产废水除氟处理系统的方法，包括以下步骤：

高氟化物废水，浓度为5-9PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第一高效澄清池系统；低氟化物废水，浓度为1-2PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第二高效澄清池系统；

第一高效澄清池系统和第二高效澄清池系统的结构相同，采用以下方式对氟化物废水分别进行絮凝沉淀处理：

步骤1，被处理的氟化物废水，进入到混合池，根据氟化物浓度，向混合池中投加除氟药剂，经13min的充分混合后，进入混凝池；其中，对于高氟化物废水，以2000mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂；对于低氟化物废水，以300-500mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂。

步骤2，向混凝池投加氢氧化钠，将液体PH值控制在6.3-6.5，混凝时间＞13min，从而使水中的氟化物及胶体与除氟药剂进行混凝反应，使水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，得到混凝后废水；

步骤3，混凝后废水流入到絮凝池，向絮凝池中投加PAM高效絮凝药剂，在絮凝搅拌机的作用下，废水从中心导流筒的下方流入，并从中心导流筒的上方流出，由此沿中心导流筒按特定方向不断循环流动，使混凝后废水与PAM高效絮凝药剂均匀混合接触进行絮凝反应，形成氟化物矾花颗粒；其中，絮凝搅拌机为变频控制，以配合进水水质进行调节，保证絮凝效果。

步骤4，絮凝后废水慢速流入过渡池，在过渡池内隔墙的作用下，控制过渡池中废水通过速度，使絮凝后废水慢速均匀通过过渡池，并且，保证絮凝后废水通过过渡池的时间大于30分钟，在此过程中，一方面，不会使原氟化物矾花颗粒破碎，另一方面，还可以使絮凝后氟化物矾花颗粒增大；

步骤5，絮凝后废水经过过渡池后，慢速推流到沉淀池，在沉淀池中进行沉淀，沉淀时间为3小时，污泥沉淀到沉淀池下部的排泥斗中；沉淀池上部漫过填料层的为沉淀后的废水；沉淀后的废水进入到后混池，根据出水情况添加硫酸或氢氧化钠将pH调至6-9之间，然后出水靠重力汇合至外排水总管外排；

对于排泥斗中的污泥，分为上层污泥和下层污泥；

下层污泥含水率低，含有的没有反应完全的絮凝药剂量低；因此，下层污泥在剩余污泥泵作用下，排出到污泥浓缩池储存，污泥浓缩池的上清液排入到废水收集装置；污泥浓缩池的污泥泵入污泥脱水装置，经污泥脱水装置进行脱水处理后，产生的泥饼经泥饼外运装置外运，产生的废水排入到废水收集装置；废水收集装置收集的全部废水再由提升泵提升至混合池内部，重新进行处理；

上层污泥含水率高，含有的没有反应完全的絮凝药剂量高，为再循环污泥，因此，上层污泥在污泥回流泵作用下，回流到混凝池内部，一方面，充分利用上层污泥没有反应完全的絮凝药剂量；另一方面，上层污泥回流到混凝池，并进一步流入到絮凝池中时，由于上层污泥的颗粒作用，促进絮凝效果。

本发明提供的生产废水除氟处理系统及方法具有以下特点：

(1)絮凝池内设变频控制的絮凝搅拌机和中心导流筒，通过絮凝搅拌机和中心导流筒的作用，使絮凝池内来水、投加的PAM溶液及回流污泥在池内按自下向上循环流动的方向进行均匀混合，由此提高絮凝效果；

(2)沉淀池的排泥斗内的上层污泥作为可循环污泥，回流到混凝池，一方面，充分利用上层污泥中含有的絮凝药剂，有效降低了絮凝药剂的使用量，从而降低整体废水处理的成本；另一方面，回流到混凝池内的污泥进入到絮凝池后，通过污泥的颗粒作用，可增加絮凝效果；

(3)通过设置过渡池，并在过渡池内设置隔墙，从而使絮凝后含有絮凝物的废水缓慢均匀流入到沉淀池，避免在废水流入到沉淀池过程中，由于流速而破坏絮凝物，保证沉淀效果。

(4)集合混合、混凝、絮凝、固/液分离、自动污泥沉淀和固体同流等功能，从而有效对废水进行处理，经证明，可将废水氟化物由小于20ppm稳定控制在小于1ppm，满足废水除氟要求。

因此，本发明提供的生产废水除氟处理系统及方法，具有生产废水处理成本低、处理效率高的优点，满足废水除氟要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种生产废水除氟处理系统，其特征在于，包括：第一高效澄清池系统、第二高效澄清池系统、污泥浓缩池、污泥脱水装置和废水收集装置；

其中，所述第一高效澄清池系统和所述第二高效澄清池系统的结构相同，均包括：混合池、混凝池、絮凝池、过渡池、沉淀池和后混池；

所述混合池设置有除氟药剂加药装置；所述混合池的左侧上部设置进水口；所述混合池的右侧下部设置排水口；

所述混凝池设置有氢氧化钠加药装置；所述混凝池的底部设置进水口，所述混凝池的进水口高度，低于所述混合池的排水口的高度，所述混合池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述混凝池；所述混凝池的顶部设置排水口；

所述絮凝池设置有PAM加药装置；所述絮凝池的底部一侧设置进水口，所述絮凝池的进水口高度，低于所述混凝池的排水口的高度，所述混凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述絮凝池；所述絮凝池内沿轴向安装有中心导流筒；所述中心导流筒的下部为进水口；所述中心导流筒的上部为出水口；所述絮凝池内轴向中心位置安装絮凝搅拌机；所述絮凝搅拌机的搅拌叶片伸入到所述中心导流筒的内部；在所述絮凝搅拌机的搅拌作用下，所述絮凝池内的水由所述中心导流筒的下部进入，再由所述中心导流筒的上部流出，由此实现对所述絮凝池内溶液的导流搅拌作用；所述絮凝池的底部另一侧设置排水口；

所述过渡池的内部中心位置安装有隔墙，进而将所述过渡池的内部空间划分为左侧过渡池和右侧过渡池；所述左侧过渡池的下方设置进水口；所述左侧过渡池的进水口高度，低于所述絮凝池的排水口的高度，所述絮凝池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述过渡池，再通过所述隔墙缓慢均匀地流到所述右侧过渡池；所述右侧过渡池的中部开设排水口；

所述沉淀池包括沉淀池主体以及位于所述沉淀池主体下方的排泥斗；所述沉淀池主体铺设填料层；所述沉淀池主体的一侧下部设置进水口，所述沉淀池主体的进水口高度，低于所述右侧过渡池的排水口高度，所述右侧过渡池的排水口排出的水依靠重力作用流入到所述沉淀池主体；所述沉淀池主体的另一侧上部设置排水口；所述排泥斗的底部设置排泥口；

所述排泥斗内的下层污泥，在剩余污泥泵作用下，通过排泥口排出到所述污泥浓缩池；所述污泥浓缩池的排泥口与所述污泥脱水装置的进泥口连接；所述污泥脱水装置的排泥口与泥饼外运装置连接；所述污泥脱水装置的排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述污泥浓缩池的上清液排水口与所述废水收集装置的进水口连接；所述废水收集装置的排水口连接到所述混合池的进水口；

所述排泥斗内的上层污泥，在污泥回流泵作用下，通过排泥口回流到所述混凝池内部；

所述沉淀池主体的上方开设排水口；所述沉淀池主体的排水口位于所述填料层的上方，所述沉淀池主体的排水口与后混池的进水池连接；所述后混池的排水口，与外排水总管道连接。

2.根据权利要求1所述的生产废水除氟处理系统，其特征在于，所述排泥斗为锥形排泥斗。

3.根据权利要求1所述的生产废水除氟处理系统，其特征在于，所述絮凝搅拌机为变频絮凝搅拌机；所述污泥回流泵为变频污泥回流泵。

4.根据权利要求1所述的生产废水除氟处理系统，其特征在于，所述污泥脱水装置为高压板框压滤机。

5.一种权利要求1-4任一项所述的生产废水除氟处理系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

高氟化物废水，浓度为5-9PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第一高效澄清池系统；低氟化物废水，浓度为1-2PPM，以300立方米/小时的流速，流入到第二高效澄清池系统；

第一高效澄清池系统和第二高效澄清池系统的结构相同，采用以下方式对氟化物废水分别进行絮凝沉淀处理：

步骤1，被处理的氟化物废水，进入到混合池，根据氟化物浓度，向混合池中投加除氟药剂，经13min的充分混合后，进入混凝池；

步骤2，向混凝池投加氢氧化钠，将液体PH值控制在6.3-6.5，混凝时间＞13min，从而使水中的氟化物及胶体与除氟药剂进行混凝反应，使水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，得到混凝后废水；

步骤3，混凝后废水流入到絮凝池，向絮凝池中投加PAM高效絮凝药剂，在絮凝搅拌机的作用下，废水从中心导流筒的下方流入，并从中心导流筒的上方流出，由此沿中心导流筒按特定方向不断循环流动，使混凝后废水与PAM高效絮凝药剂均匀混合接触进行絮凝反应，形成氟化物矾花颗粒；

步骤4，絮凝后废水慢速流入过渡池，在过渡池内隔墙的作用下，控制过渡池中废水通过速度，使絮凝后废水慢速均匀通过过渡池，并且，保证絮凝后废水通过过渡池的时间大于30分钟，在此过程中，一方面，不会使原氟化物矾花颗粒破碎，另一方面，还可以使絮凝后氟化物矾花颗粒增大；

步骤5，絮凝后废水经过过渡池后，慢速推流到沉淀池，在沉淀池中进行沉淀，沉淀时间为3小时，污泥沉淀到沉淀池下部的排泥斗中；沉淀池上部漫过填料层的为沉淀后的废水；沉淀后的废水进入到后混池，根据出水情况添加硫酸或氢氧化钠将pH调至6-9之间，然后出水靠重力汇合至外排水总管外排；

对于排泥斗中的污泥，分为上层污泥和下层污泥；下层污泥含水率低，含有的没有反应完全的絮凝药剂量低；因此，下层污泥在剩余污泥泵作用下，排出到污泥浓缩池储存，污泥浓缩池的上清液排入到废水收集装置；污泥浓缩池的污泥泵入污泥脱水装置，经污泥脱水装置进行脱水处理后，产生的泥饼经泥饼外运装置外运，产生的废水排入到废水收集装置；废水收集装置收集的全部废水再由提升泵提升至混合池内部，重新进行处理；

上层污泥含水率高，含有的没有反应完全的絮凝药剂量高，因此，上层污泥在污泥回流泵作用下，回流到混凝池内部，一方面，充分利用上层污泥没有反应完全的絮凝药剂量；另一方面，上层污泥回流到混凝池，并进一步流入到絮凝池中时，由于上层污泥的颗粒作用，促进絮凝效果。

6.根据权利要求5所述的生产废水除氟处理系统的方法，其特征在于，步骤1中，对于高氟化物废水，以2000mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂；对于低氟化物废水，以300-500mg/L的投加量向混合池中投加除氟药剂。

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