CN112159007A - 电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，包括：电絮凝系统，包括反应池及电解组件，电解组件包括周期倒极直流电源及位于反应池内的多块正电极板和多块负电极板，正电极板与负电极板交替设置，正电极板与负电极板的材质均为铝；沉淀组件，包括沉淀池，沉淀池与反应池连通并接收反应池中的高浓盐水；管式微滤组件，包括循环泵、管式微滤膜、循环水管及产水管，高浓盐水从沉淀池流出后经过循环泵进入管式微滤膜，部分高浓盐水透过管式微滤膜后进入产水管中，剩余部分高浓盐水通过循环水管回流至反应池中。通过电絮凝加管式微滤耦合，对高浓盐水除氟有很高的去除率，能够有效避免出水对后续电渗析和蒸发结晶器堵塞及腐蚀问题。

Description

电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置
技术领域
本发明涉及高浓盐水处理技术领域，尤其涉及一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置。
背景技术
焦化废水成分复杂，有机物含量高，多环芳烃、大分子物质含量高，即使经生化处理后，焦化废水中长链和持久性有机物达到排放标准仍可能对环境构成危害。常规焦化废水先进行生化处理，生化出水再经过深度处理外排或回用。《焦化行业准入条件(2008年本)》要求酚氰废水必须循环利用，不得外排，国内开始建设酚氰废水“零排放”工程。焦化废水中的高浓度含氟盐水处理是制约煤化工废水“零排放”的关键技术。
焦化废水中原水氟离子浓度高，含量40-50mg/l，经过反渗透和高压反渗透处理后，其高浓盐水中水质：TDS为37000～90000mg/L，氟离子浓138～256mg/L mg/l。焦化废水的高浓度含氟盐水进入电渗析处理，会在钙镁离子低浓度的情况下生成氟化钙，造成膜片结垢，此外，氟离子穿透膜进入极水中，导致电极涂层腐蚀，电极的寿命缩短。其次，高浓度含氟盐水进入氯化钠蒸发结晶器内，氯化钠蒸发结晶器采用钛材，钛材表面会形成致密稳定的氧化膜防止腐蚀，而氟化物与氢离子结合形成氟化氢，氟化氢会优先吸附在钛表面与钛离子结合形成可溶性氟化物，使钛发生点蚀，影响蒸发结晶器寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，对高浓盐水除氟有很高的去除率，能够有效避免出水对后续电渗析和蒸发结晶器堵塞及腐蚀问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，用于去除高浓盐水中的氟离子，包括：
电絮凝系统，包括反应池及电解组件，所述电解组件包括周期倒极直流电源及位于所述反应池内的多块正电极板和多块负电极板，所述正电极板与所述负电极板交替设置，且所述正电极板及所述负电极板分别与所述周期倒极直流电源的正极和负极连接，所述正电极板与所述负电极板的材质均为铝；
沉淀组件，包括沉淀池，所述沉淀池与所述反应池连通并接收所述反应池中的高浓盐水；
管式微滤组件，包括循环泵、管式微滤膜、循环水管及产水管，所述高浓盐水从所述沉淀池流出后经过所述循环泵进入所述管式微滤膜，部分所述高浓盐水透过所述管式微滤膜后进入所述产水管中，剩余部分所述高浓盐水通过所述循环水管回流至所述反应池中。
可选的，所述电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置还包括风机组件，所述风机组件包括空气压缩机、空气分配管及气体控制阀，所述空气分配管的一端与所述空气压缩机连接，另一端伸入所述反应池中以冲刷所述正电极板及所述负电极板，所述气体控制阀设置在所述空气分配管上以控制所述空气分配管的通断。
可选的，所述沉淀组件包括沉淀池及连通管，所述连通管的第一端与所述反应池连通，所述连通管的第二端与所述沉淀池连通，且所述第一端的竖直高度高于所述第二端的竖直高度。
可选的，所述沉淀组件还包括搅拌机，所述搅拌机的一端伸入所述沉淀池中以进行搅拌。
可选的，所述沉淀组件还包括螺杆污泥泵、排泥管及冲洗管，所述沉淀池的底部呈锥形，所述螺杆污泥泵通过所述排泥管与所述沉淀池的底部连通，所述冲洗管与所述排泥管连通。
可选的，所述沉淀池的底部还设置有出水口，所述高浓盐水从所述出水口流向所述循环泵，且所述出水口位于所述搅拌机的下方。
可选的，所述管式微滤组件的循环水量与产水量的比值介于500％-1000％之间。
可选的，所述沉淀组件与所述管式微滤组件之间还设置有篮式过滤器。
可选的，所述反应池的上方还设置有酸碱投加泵，所述酸碱投加泵用于调节所述反应池内的PH值介于6.5-7.5之间。
可选的，所述沉淀池内还设置有液位计，所述液位计与所述循环泵联锁启停，所述液位计处于高液位时，所述循环泵启动，所述液位计处于低液位时，所述循环泵停止。
本发明提供了一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，通过周期倒极直流电源给所述正电极板及所述负电极板通电，正电极板和负电极板电解产生的铝离子与氟离子有络合作用，能够生成络合沉淀物，以及铝水解中间产生的无定型氢氧化铝絮体与氟离子发生交换并对氟离子发生吸附及卷扫作用，生成六氟合铝酸钠、氟化铝、氟化钠等沉淀物，所述沉淀物在所述沉淀池中沉淀并排出，同时结合管式微滤膜的筛分截留，能够进一步去除产水中的悬浮物，实现氟离子的深度去除，有效避免出水对后续电渗析和蒸发结晶器堵塞及腐蚀问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置的结构示意图；
其中，附图标记为：
1-反应池；2-周期倒极直流电源；3-正电极线缆；4-负电极线缆；5-沉淀池；6-循环泵；7-管式微滤膜；8-循环水管；9-产水管；10-PH计；11-液位计；12-空气压缩机；13-空气分配管；14-气体控制阀；15-连通管；16-搅拌机；17-螺杆污泥泵17；18-排泥管；19-冲洗管；20-篮式过滤器。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本实施例提供了一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，用于去除高浓盐水中的氟离子，包括：
电絮凝系统，包括反应池1及电解组件，所述电解组件包括周期倒极直流电源2及位于所述反应池1内的多块正电极板和多块负电极板，所述正电极板与所述负电极板交替设置，且所述正电极板及所述负电极板分别与所述周期倒极直流电源2的正极和负极连接，所述正电极板与所述负电极板的材质均为铝；
沉淀组件，包括沉淀池5，所述沉淀池5与所述反应池1连通并接收所述反应池1中的高浓盐水；
管式微滤组件，包括循环泵6、管式微滤膜7、循环水管8及产水管9，所述高浓盐水从所述沉淀池5流出后经过所述循环泵6进入所述管式微滤膜7，部分所述高浓盐水透过所述管式微滤膜7后进入所述产水管9中，剩余部分所述高浓盐水通过所述循环水管8回流至所述反应池1中。
具体的，本实施例提供的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置用于去除高浓盐水中的氟离子，出水可直接进入电渗析或蒸发结晶装置。高浓盐水进水指标为：PH为7～8，Cl-为22000mg/L～57000mg/L，
Figure BDA0002740812400000041
为800mg/L～1000mg/L，Na+为14000mg/L-40000mg/L，F-为138mg/L～256mg/L，钙离子为5mg/L～20mg/L，镁离子为1mg/L～10mg/L，TDS(总溶解固体)为37000mg/L～90000mg/L。
本实施例中，高浓盐水进入反应池1后，通过所述周期倒极直流电源2给所述正电极板及所述负电极板通电，正电极板和负电极板电解产生的铝离子与氟离子有络合作用，能够生成络合沉淀物，以及铝水解中间产生的无定型氢氧化铝絮体与氟离子发生交换并对氟离子发生吸附及卷扫作用，生成六氟合铝酸钠、氟化铝、氟化钠等沉淀物，所述沉淀物在所述沉淀池5中沉淀并排出，从而实现去除高浓盐水中的氟离子。
本实施例中，所述电解组件包括周期倒极直流电源2及位于所述反应池1内的多块正电极板和多块负电极板，所述正电极板与所述负电极板交替设置，且材质均为铝，所述电极板的厚度介于5mm-15mm之间，多块所述正电极板通过正电极线缆3汇总连接至周期倒极直流电源2的正极，多块所述负电极板通过负电极线缆4汇总连接至周期倒极直流电源2的负极，由于直流电源可实现周期性倒极，从而可使正电极板及负电极板均匀消耗，保证电极板的利用率。
请继续参照图1，所述反应池1的上方还设置有酸碱投加泵，所述酸碱投加泵用于调节所述反应池内的PH值介于6.5-7.5之间。通过所述酸碱投加泵可往所述反应池1内投加酸或碱，以便于调节反应池1中溶液的PH值至6.5-7.5之间，从而更好地使铝离子与氟离子发生络合作用，提高氟离子的去除效率。本实施例中，可通过PH计10对所述反应池1中的PH值进行测量。
本实施例中，所述沉淀池5内还设置有液位计11，所述周期倒极直流电源2与所述液位计11联锁启停，所述液位计11处于低液位时，所述周期倒极直流电源2启动，所述液位计11处于高液位时，所述周期倒极直流电源2停止。此外，所述液位计11与所述循环泵6联锁启停，所述液位计11处于高液位时，所述循环泵6启动，所述液位计11处于低液位时，所述循环泵6停止，从而实现除氟装置的自动控制。
请继续参照图1，所述电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置还包括风机组件，所述风机组件包括空气压缩机12、空气分配管13及气体控制阀14，所述空气分配管13的一端与所述空气压缩机12连接，另一端伸入所述反应池1中以冲刷所述正电极板及所述负电极板，所述气体控制阀14设置在所述空气分配管13上以控制所述空气分配管13的通断。空气由空气压缩机12压缩后，打开气体控制阀14，压缩空气通过空气分配管13从反应池1底部冲刷所述正电极板及所述负电极板，使电极表面分解的活性铝离子能快速分散到高浓盐水中与氟离子反应。
请继续参照图1，所述沉淀组件包括沉淀池5及连通管15，所述连通管15的第一端与所述反应池1连通，所述连通管15的第二端与所述沉淀池5连通，且所述第一端的竖直高度高于所述第二端的竖直高度。本实施例中，电絮凝反应后高浓盐水经过所述连通管15进入沉淀池5，由于所述连通管15的连通所述反应池1的一端高于所述连通管15连通所述沉淀池5的一端，能够有效防止反应池1与所述沉淀池5串水，电絮凝反应后生成的氟化铝等沉淀物在所述沉淀池5中沉淀。
本实施例中，所述沉淀组件还包括搅拌机16，所述搅拌机16的一端伸入所述沉淀池5中进行搅拌。通过设置搅拌机16能够促进铝离子与氟离子的结合，提高铝离子的利用率以及氟离子的去除率。本实施例中，所述连通管15的第二端位于所述搅拌机16的下方，可减少搅拌机16对反应池1的影响。
请继续参照图1，所述沉淀组件还包括螺杆污泥泵17、排泥管18及冲洗管19，所述沉淀池5的底部呈锥形，所述螺杆污泥泵17通过所述排泥管18与所述沉淀池5的底部连通，所述冲洗管19与所述排泥管18连通。通过将所述沉淀池5的底部设计为锥形以便于沉淀物及污泥的沉淀，且所述沉淀物可通过螺杆污泥泵17外排，有效防止堵塞。当所述螺杆污泥泵17堵塞时，可将高压工业水通过所述冲洗管19对所述螺杆污泥泵17及排泥管18进行冲洗。
请继续参照图1，所述沉淀池5的底部还设置有出水口，所述高浓盐水从所述出水口流向所述循环泵6，且所述出水口位于所述搅拌机16的下方。由于出水口位于所述搅拌机16的下方，能够有效防止对沉淀池5内的高浓盐水产生扰动。
请继续参照图1，所述管式微滤组件包括循环泵6、管式微滤膜7、循环水管8及产水管9，所述高浓盐水从所述沉淀池5流出后经过所述循环泵6进入所述管式微滤膜7，部分所述高浓盐水透过所述管式微滤膜7后进入所述产水管9中，剩余部分所述高浓盐水通过所述循环水管8回流至所述反应池1中。通过管式微滤膜7的筛分截留，能够进一步去除产水中的悬浮物，实现氟离子的深度去除，保障产水可直接进入深度膜处理和蒸发结晶器。
本实施例中，所述管式微滤组件的循环水量与产水量的比值介于500％-1000％之间。由于小部分所述高浓盐水透过所述管式微滤膜7后进入所述产水管9中，剩余大部分所述高浓盐水通过所述循环水管8回流至所述反应池1中，经过在管式微滤膜7大通量的循环条件下，使得出水氟离子降低至20mg/l以下。且通过所述循环水管8回流至所述反应池1中的高浓盐水能够高速冲刷正电极板及负电极板，使电极表面分解的活性铝离子能快速分散到高浓盐水中与氟离子反应。
本实施例中，所述沉淀组件与所述管式微滤组件之间还设置有篮式过滤器20。通过篮式过滤器20能够防止大颗粒物堵塞和划伤管式微滤膜7。
本实施例中，通过电絮凝加管式微滤耦合，对高浓盐水除氟有很高的去除率，进水氟离子177mg/l，出水氟离子浓度15mg/l，氟离子去除率达90％，且出水中不含钙离子及镁离子，能够有效避免出水对后续电渗析和蒸发结晶器堵塞及腐蚀问题。
综上，本发明实施例提供了一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，包括：电絮凝系统，包括反应池及电解组件，电解组件包括周期倒极直流电源及位于反应池内的多块正电极板和多块负电极板，正电极板与负电极板交替设置，且正电极板及负电极板分别与周期倒极直流电源的正极和负极连接，正电极板与负电极板的材质均为铝；沉淀组件，包括沉淀池，沉淀池与反应池连通并接收反应池中的高浓盐水；管式微滤组件，包括循环泵、管式微滤膜、循环水管及产水管，高浓盐水从沉淀池流出后经过循环泵进入管式微滤膜，部分高浓盐水透过管式微滤膜后进入产水管中，剩余部分高浓盐水通过循环水管回流至反应池中。通过电絮凝加管式微滤耦合，对高浓盐水除氟有很高的去除率，能够有效避免出水对后续电渗析和蒸发结晶器堵塞及腐蚀问题。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，用于去除高浓盐水中的氟离子，其特征在于，包括：
电絮凝系统，包括反应池及电解组件，所述电解组件包括周期倒极直流电源及位于所述反应池内的多块正电极板和多块负电极板，所述正电极板与所述负电极板交替设置，且所述正电极板及所述负电极板分别与所述周期倒极直流电源的正极和负极连接，所述正电极板与所述负电极板的材质均为铝；
沉淀组件，包括沉淀池，所述沉淀池与所述反应池连通并接收所述反应池中的高浓盐水；
管式微滤组件，包括循环泵、管式微滤膜、循环水管及产水管，所述高浓盐水从所述沉淀池流出后经过所述循环泵进入所述管式微滤膜，部分所述高浓盐水透过所述管式微滤膜后进入所述产水管中，剩余部分所述高浓盐水通过所述循环水管回流至所述反应池中。
2.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置还包括风机组件，所述风机组件包括空气压缩机、空气分配管及气体控制阀，所述空气分配管的一端与所述空气压缩机连接，另一端伸入所述反应池中以冲刷所述正电极板及所述负电极板，所述气体控制阀设置在所述空气分配管上以控制所述空气分配管的通断。
3.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀组件包括沉淀池及连通管，所述连通管的第一端与所述反应池连通，所述连通管的第二端与所述沉淀池连通，且所述第一端的竖直高度高于所述第二端的竖直高度。
4.如权利要求3所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀组件还包括搅拌机，所述搅拌机的一端伸入所述沉淀池中以进行搅拌。
5.如权利要求4所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀组件还包括螺杆污泥泵、排泥管及冲洗管，所述沉淀池的底部呈锥形，所述螺杆污泥泵通过所述排泥管与所述沉淀池的底部连通，所述冲洗管与所述排泥管连通。
6.如权利要求5所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀池的底部还设置有出水口，所述高浓盐水从所述出水口流向所述循环泵，且所述出水口位于所述搅拌机的下方。
7.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述管式微滤组件的循环水量与产水量的比值介于500％-1000％之间。
8.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀组件与所述管式微滤组件之间还设置有篮式过滤器。
9.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述反应池的上方还设置有酸碱投加泵，所述酸碱投加泵用于调节所述反应池内的PH值介于6.5-7.5之间。
10.如权利要求1所述的电絮凝加管式微滤耦合高浓盐水深度除氟装置，其特征在于，所述沉淀池内还设置有液位计，所述液位计与所述循环泵联锁启停，所述液位计处于高液位时，所述循环泵启动，所述液位计处于低液位时，所述循环泵停止。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113501571A (zh) * 2021-07-15 2021-10-15 曲靖云铝淯鑫铝业有限公司 一种电解铝行业电絮凝除氟间隔式连续沉淀系统
CN113620477A (zh) * 2021-09-13 2021-11-09 宝武水务科技有限公司 针对高盐废水的除氟装置以及方法

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