CN114291858A - 一种高含氟废水处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含氟废水处理系统和方法。本发明的高含氟废水处理系统包括通过依次连接的依次连接的废水调节池、废水提升泵、芬顿高级氧化单元、沉淀反应单元、沉淀池和除氟过滤器。本发明采用先高级氧化再混凝处理的工艺去除高分子有机氟化物和无机氟化物，同时可以可以去除COD、悬浮物及色度等，又可增强混凝效果；其中，将经调节pH值后的废水送入芬顿高级氧化反应器处理，能够将水中的稳定剂、表面活性剂、乳化剂等大分子有机物断链，降解为小分子有机物，并能够降解去除废水中的部分小分子有机物，进而达到降低废水粘度的目的，可明显提高混凝效果，使出水达到排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种高含氟废水处理系统和方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
含氟的废气和废液会直接污染环境，而含氟废渣也会成为间接的氟污染源。这些含氟废气、废液和废渣的特点是排放集中，引起周边人、畜中毒，引发地方性氟病。科学研究发现，氟对人体中的钙、磷具有极强的亲和力，它能破坏机体钙、磷的正常代谢，并能抑制某些酶的活性，由此会引发一系列包括：氟斑牙、氟骨症、肾脏、肝脏、大脑损害、免疫功能异常、肺水肿、肺出血、儿童智力下降等疾病。因此，国家对企业废水排放要求越来越严格，需要一种能够深度处理含氟废水，使水中氟离子浓度降至较低程度，能够达到排放标准的工艺流程。
目前常见的含氟废水处理方法包含混凝沉淀法、膜法等，对于含氟废水处理方式目前大多使用钙盐混凝的方式，即向废水中投加石灰，使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去，单独的混凝沉淀法难处理含氟废水中的高分子氟化物及高分子有机物。而膜法存在造价高，运行成本大，膜经常堵塞的缺点。
发明内容
本发明解决的技术问题是：目前含氟废水处理方法存在难以去除含氟废水中的高分子氟化物和成本高等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高含氟废水处理系统，包括依次连接的废水调节池、废水提升泵、芬顿高级氧化单元、沉淀反应单元、沉淀池和除氟过滤器。
优选地，所述的芬顿高级氧化单元包括依次连接的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池以及芬顿高级氧化反应池。
优选地，所述的沉淀反应单元包括依次连接的第一沉淀反应池、第二沉淀反应池、第三沉淀反应池和第四沉淀反应池。
优选地，所述的沉淀池和除氟过滤器之间设有中间水池；所述中间水池和除氟过滤器之间通过中间水池提升泵连接。
优选地，所述的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池、芬顿高级氧化反应池以及四个沉淀反应池均设有搅拌机；所述的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池、第一沉淀反应池、第二沉淀反应池和第三沉淀反应池均设有加药管。
优选地，所述除氟过滤器中设有Al2O3填料，所述Al2O3填料的装填密度为0.8t/m3。
本发明还提供了一种高含氟废水处理方法，采用上述的高含氟废水处理系统进行处理，包括以下步骤：
步骤1：在芬顿高级氧化单元中，将含氟废水pH值调至3～4，然后投加芬顿试剂硫酸亚铁溶液和双氧水，进行芬顿高级氧化反应，将含氟废水中的含氟有机物和其他有机物进行降解；所述含氟废水中含氟量≥200mg/L，COD≥500mg/L，NH3-N≥75mg/L；
步骤2：经步骤1处理后的含氟废水进入沉淀反应单元中，先投加石灰将pH调整到9，搅拌一段时间，石灰与含氟废水中的氟离子反应生成氟化钙沉淀；然后投加絮凝剂聚合氯化铝溶液，搅拌反应以促进氟化钙沉淀成团，最后投加助凝剂聚丙烯酰胺水溶液进行搅拌，促进大颗粒絮凝产生，反应完全后搅拌一段时间，去除废水中的各种气体，方便后续的沉淀；
步骤3：经步骤2处理后的含氟废水进入沉淀池中处理，利用水的自然沉淀的作用来除去含氟废水中的悬浮物和部分COD，得到含氟量≤10mg/L的上层清水；
步骤4：经步骤3处理得到的上层清水进入除氟过滤器，通过填料的吸附作用进一步去除含氟杂质，使出水氟化物含量≤2mg/L。
其中，步骤1中，废水和芬顿试剂在芬顿高级氧化单元进行如下反应Fe2++H2O2→Fe3 ++OH-+OH·废水，羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力，将废水对氟苯、氟甲苯和对氟甲苯酰氯等难降解的物质降解为小分子的氟化物，同时降解废水中的大分子有机物和去除部分小分子有机物。
优选地，所述步骤1中投加的硫酸亚铁溶液的浓度为15～25wt％，投加的双氧水的浓度为25～35wt％，所述芬顿高级氧化反应的时间为2～4h。
优选地，所述步骤2中，投加的聚合氯化铝溶液的浓度为8～12wt％，投加的聚丙烯酰胺水溶液的浓度为1.5～2.5wt‰，前三次所述搅拌的时间均为15～20min，第四次所述搅拌的时间为30～40min。
优选地，所述步骤3中，含氟废水进入沉淀池中处理的时间为1～3h，所述沉淀池的表面负荷≤0.5m3/m2.h
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明采用先高级氧化再混凝处理的工艺去除高分子有机氟化物和无机氟化物，同时可以可以去除COD、悬浮物及色度等，又可增强混凝效果；其中，将经调节pH值后的废水送入芬顿高级氧化反应器处理，能够将水中的稳定剂、表面活性剂、乳化剂等大分子有机物断链，降解为小分子有机物，并能够降解去除废水中的部分小分子有机物，进而达到降低废水粘度的目的，可明显提高混凝效果，使出水达到排放标准；
2.本发明的高含氟废水处理系统及方法只额外增加一次提升，更好的节省了投资及降低运行费用；
3.本发明的高含氟废水处理系统具有系统安全、稳定，操作简单、自动化程度高的优点，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的高含氟废水处理系统的结构示意图；
图2位本发明的高含氟废水处理工艺流程图；
附图标记：1-废水调节池；2-废水提升泵；3-第一搅拌机；4-pH调节池；5-第二搅拌机；6-芬顿试剂I投加池；7-第三搅拌机；8-芬顿试剂II投加池；9-第四搅拌机；10-芬顿高级氧化反应池；11-第五搅拌机；12-第一沉淀反应池；13-第六搅拌机；14-第二沉淀反应池；15-第七搅拌机；16-第三沉淀反应池；17-第八搅拌机；18-第四沉淀反应池；19-沉淀池；20-中间水池；21-中间水池提升泵；22-除氟过滤器。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种高含氟废水处理系统，如图1所示，包括依次连接的废水调节池1、废水提升泵2、芬顿高级氧化单元、沉淀反应单元、沉淀池19、中间水池20、中间水池提升泵21和除氟过滤器22。
其中，芬顿高级氧化单元包括依次连接的pH调节池4、芬顿试剂I混合池6、芬顿试剂II混合池8和芬顿高级氧化反应池10；沉淀反应单元包括依次连接的第一沉淀反应池12、第二沉淀反应池14、第三沉淀反应池16和第四沉淀反应池18；pH调节池4设有第一搅拌机3，芬顿试剂I投加池6设有第二搅拌机5，芬顿试剂II投加池8设有第三搅拌机7，芬顿高级氧化反应池10设有第四搅拌机9；第一沉淀反应池12设有第五搅拌机11，第二沉淀反应池14设有第六搅拌机13、第三沉淀反应池16设有第七搅拌机15，第四沉淀反应池18设有第八搅拌机17；沉淀池19设有出泥口；除氟过滤器22中设有Al2O3填料，填料的装填密度为0.8t/m3。
其中，pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池、第一沉淀反应池、第二沉淀反应池和第三沉淀反应池均设有加药管。
实施例2
一种高含氟废水处理方法，采用实施例1中的高含氟废水处理系统进行处理，工艺流程如图2所示，包括如下步骤：
(1)无机含氟废水(氟离子含量为220mg/L，COD为560mg/L，NH3-N为75mg/L)进入芬顿高级氧化单元的pH调节池4中，根据废水的pH情况向pH调节池4中投加酸将pH调至3-4，搅拌15min；废水进入芬顿试剂I投加池6中，投加20wt％的硫酸亚铁，投加量为200mg/L废水，搅拌15min；废水进入芬顿试剂II投加池8中，投加30wt％双氧水，投加量为150mL/L废水，搅拌15min。废水进入芬顿高级氧化反应池10中，搅拌2h；
(2)将经芬顿高级氧化处理的废水进入沉淀反应单元的第一沉淀反应池12中，加入石灰将pH调整到9，搅拌15min；废水进入第二沉淀反应池14中，加入10％絮凝剂聚合氯化铝200mg/L废水，搅拌15min；废水进入第三沉淀反应池16中，加入2‰助凝剂聚丙烯酰胺100mg/L废水，搅拌15min；废水进入第四沉淀反应池中搅拌30min，去除废水中的各种气体，方便后续的沉淀。
(3)经过沉淀反应单元处理后的上层废水进入沉淀池19中进行沉淀，沉淀池时间2h，表面负荷≤0.5m3/m2.h，沉淀池沉淀后的上清液流入中间水池20，沉淀池19中产生的污泥通过污泥泵泵入污泥池，然后进入污泥板框压滤系统，板框压滤系统清液回流至芬顿反应单元，固相污泥则可进行填埋处理，避免含氟物的污染。
(4)中间水池20中的废水用中间水池提升泵21提升至除氟过滤器22中，除氟过滤器流速为9.5m/s，经检测，除氟过滤器出水中的氟离子含量为2mg/L。
实施例3
一种高含氟废水处理方法，采用实施例1中的高含氟废水处理系统进行处理，工艺流程如图2所示，包括如下步骤：
(1)无机含氟废水(氟离子含量为790mg/L，COD为7760mg/L，NH3-N为75mg/L)进入芬顿高级氧化单元的pH调节池4中，根据废水的pH情况向pH调节池4中投加酸将pH调至3-4，搅拌15min；废水进入芬顿试剂I投加池6中，投加20wt％的硫酸亚铁，投加量为300mg/L废水，搅拌15min；废水进入芬顿试剂II投加池8中，投加30wt％双氧水，投加量为250mL/L废水，搅拌15min。废水进入芬顿高级氧化反应池10中，搅拌4h；
(2)将经芬顿高级氧化处理的废水进入沉淀反应单元的第一沉淀反应池12中，加入石灰将pH调整到9，搅拌15min；废水进入第二沉淀反应池14中，加入10％絮凝剂聚合氯化铝300mg/L废水，搅拌15min；废水进入第三沉淀反应池16中，加入2‰助凝剂聚丙烯酰胺200mg/L废水，搅拌15min；废水进入第四沉淀反应池中搅拌30min，去除废水中的各种气体，方便后续的沉淀。
(3)经过沉淀反应单元处理后的上层废水进入沉淀池19中进行沉淀，沉淀池时间2h，表面负荷≤0.5m3/m2.h，沉淀池沉淀后的上清液流入中间水池20，沉淀池19中产生的污泥通过污泥泵泵入污泥池，然后进入污泥板框压滤系统，板框压滤系统清液回流至芬顿反应单元，固相污泥则可进行填埋处理，避免含氟物的污染。
(4)中间水池20中的废水用中间水池提升泵21输送至除氟过滤器22中，除氟过滤器流速为9.5m/s，经检测，除氟过滤器出水中的氟离子含量为2mg/L。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高含氟废水处理系统，其特征在于，包括依次连接的废水调节池、废水提升泵、芬顿高级氧化单元、沉淀反应单元、沉淀池和除氟过滤器。
2.如权利要求1所述的高含氟废水处理系统，其特征在于，所述的芬顿高级氧化单元包括依次连接的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池以及芬顿高级氧化反应池。
3.如权利要求2所述的高含氟废水处理系统，其特征在于，所述的沉淀反应单元包括依次连接的第一沉淀反应池、第二沉淀反应池、第三沉淀反应池和第四沉淀反应池。
4.如权利要求3所述的高含氟废水处理系统，其特征在于，所述的沉淀池和除氟过滤器之间设有中间水池；所述中间水池和除氟过滤器之间通过中间水池提升泵连接。
5.如权利要求4所述的高含氟废水处理系统，其特征在于，所述的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池、芬顿高级氧化反应池以及四个沉淀反应池均设有搅拌机；所述的pH调节池、芬顿试剂I投加池、芬顿试剂II投加池、第一沉淀反应池、第二沉淀反应池和第三沉淀反应池均设有加药管。
6.如权利要求4所述的高含氟废水处理系统，其特征在于，所述除氟过滤器中设有Al2O3填料，所述Al2O3填料的装填密度为0.8t/m3。
7.一种高含氟废水处理方法，其特征在于，采用权利要求1～6中任意一项所述的高含氟废水处理系统进行处理，包括以下步骤：
步骤1：在芬顿高级氧化单元中，将含氟废水pH值调至3～4，然后投加芬顿试剂硫酸亚铁溶液和双氧水，进行芬顿高级氧化反应，将含氟废水中的含氟有机物和其他有机物进行降解；所述含氟废水中含氟量≥200mg/L，COD≥500mg/L，NH3-N≥75mg/L；
步骤2：经步骤1处理后的含氟废水进入沉淀反应单元中，先投加石灰将pH调整到9，搅拌一段时间，石灰与含氟废水中的氟离子反应生成氟化钙沉淀；然后投加絮凝剂聚合氯化铝溶液，搅拌反应以促进氟化钙沉淀成团，最后投加助凝剂聚丙烯酰胺水溶液进行搅拌，促进大颗粒絮凝产生，反应完全后搅拌一段时间，去除废水中的各种气体，方便后续的沉淀；
步骤3：经步骤2处理后的含氟废水进入沉淀池中处理，利用水的自然沉淀的作用来除去含氟废水中的悬浮物和部分COD，得到含氟量≤10mg/L的上层清水；
步骤4：经步骤3处理得到的上层清水进入除氟过滤器，通过填料的吸附作用进一步去除含氟杂质，使出水氟化物含量≤2mg/L。
8.如权利要求7所述的高含氟废水处理方法，其特征在于，所述步骤1中投加的硫酸亚铁溶液的浓度为15～25wt％，投加的双氧水的浓度为25～35wt％，所述芬顿高级氧化反应的时间为2～4h。
9.如权利要求7所述的高含氟废水处理方法，其特征在于，所述步骤2中，投加的聚合氯化铝溶液的浓度为8～12wt％，投加的聚丙烯酰胺水溶液的浓度为1.5～2.5wt‰，前三次所述搅拌的时间均为15～20min，第四次所述搅拌的时间为30～40min。
10.如权利要求7所述的高含氟废水处理方法，其特征在于，所述步骤3中，含氟废水进入沉淀池中处理的时间为1～3h，所述沉淀池的表面负荷≤0.5m3/m2.h。
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|---|---|---|---|---|
| CN116606042A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-18 | 赣州吉锐新能源科技股份有限公司 | 一种废旧三元电池料液深度除氟的工艺 |
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