CN114890582A - 一种污水高效除氟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水高效除氟系统及方法，属于污水处理技术领域。通过采用分段除氟装置分段除氟，合理控制各段除氟效率，提高污水除氟效率，可使污水氟离子降至1mg/L以下，在彻底去除污水中氟离子的同时，运行成本低，工程投资低，含氟泥渣量少且无二次污染，操作管理简单，克服了现有除氟系统药剂投加量大、氟泥渣产量大、工程投资及运行成本高等问题。本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水高效除氟系统及方法。
背景技术
人体长期摄入过量的氟会出现氟斑牙、牙齿变脆、关节疼痛等问题。因此饮用水卫生标准及工业废水排放标准均对其中的氟离子做了限定。另外，在废水回用及蒸发结晶处理中，废水中的氟离子不但易使膜及蒸发结晶系统发生结垢性污堵，同时由于氟离子的腐蚀性强，甚至可腐蚀钛材，将大大缩短蒸发结晶设备使用寿命。因此，水中氟离子含量的降低甚至完全去除是水处理领域难以避免的技术难题。
目前污水除氟方法有混凝沉淀法、吸附法、离子交换法、电絮凝法、电渗析法和膜分离法。其中电渗析法和膜分离法仅实现了对污水中氟离子的浓缩处理，并未将其去除。混凝沉淀法和电絮凝法是通过投加药剂或牺牲阳极板使污水中的氟形成氟化物沉淀从而使其从水中分离，其常用于高浓度含氟废水的处理，运行成本较低，但处理后污水中的氟含量仍较高，常用的石灰和氯化钙除氟法同时存在着药剂投加量大、产生大量泥渣等问题。吸附法是利用固体吸附剂将溶液中的氟离子吸附到吸附剂表面并将其回收利用从而达到除氟的目的。离子交换法是利用离子交换树脂通过氟离子交换、树脂再生连续去除污水中的氟离子。吸附法和离子交换法可以较为彻底地去除污水中的氟离子，但仅适用于低浓度含氟污水的处理，处理高浓度含氟污水时由于频繁的吸附剂添加或树脂再生，使得操作管理较麻烦且增加工程投资。
中国发明专利(CN201810064086.2)介绍了“一种废水除氟的方法和装置”。该装置通过设置化学沉淀、絮凝沉淀、阴离子交换、活性炭或木质素吸附去除废水中的氟离子。该装置通过投加石灰和氯化钙初步去除氟后直接进行阴离子交换除氟，由于石灰和氯化钙除氟后出水中氟离子较高，使得阴离子交换器再生频繁、再生耗水量增多，操作管理麻烦。另一方面阴离子交换除氟对氟的去除较为彻底，再进行吸附除氟的意义不大，且使系统复杂化、增加工程投资。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水高效除氟系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步骤：污水先通过一级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至10～20mg/L；再经二级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至3～10mg/L；最后经三级除氟装置除氟，使产水氟离子降至1mg/L以下。
本发明还提供了一种污水高效除氟系统，包括按进水方向依次连通的：一级除氟沉淀池，二级除氟沉淀池，除氟器，和产水池；
按进水方向，所述一级除氟沉淀池设置有：一级pH调节区，絮凝区，一级助凝区以及一级沉淀区；
按进水方向，所述二级除氟沉淀池设置有：二级pH调节区，除氟区，二级助凝区以及二级沉淀区。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，为一级除氟剂除氟创造适宜的反应条件，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区，在所述二级pH调节区内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，为二级除氟剂除氟创造适宜的反应条件，出水依次流经所述除氟区、所述二级助凝区和所述二级沉淀区，流经所述除氟区时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟。
优选地，所述污水高效除氟系统还包括：除氟器再生装置；所述除氟器再生装置与所述除氟器相连。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区，在所述二级pH调节区内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区、所述二级助凝区和所述二级沉淀区，流经所述除氟区时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟；
当所述除氟器中的除氟剂吸附饱和后，除氟器停止进水，经所述除氟器再生装置通入再生液对除氟剂再生后除氟器再次进水、投入运行。
优选地，所述污水高效除氟系统还包括：再生废液池；所述再生废液池与所述除氟器和所述一级pH调节区相连。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
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分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟；
当所述除氟器中的除氟剂吸附饱和后，除氟器停止进水，经所述除氟器再生装置通入再生液对除氟剂再生后除氟器再次进水、投入运行；
所述除氟器再生装置再生除氟剂时产生的再生废水进入所述再生废液池，再回流至所述一级pH调节区内，形成除氟循环。
本发明的除氟剂再生废水通过回流至系统前段、使其携带的氟离子通过混凝沉淀作用去除，无二次污染产生、不增加工程投资。
优选地，所述一级pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰；所述一级除氟剂为石灰和/或氯化钙；所述絮凝剂为PAC(聚合氯化铝)或PFS(聚合硫酸铁)；所述一级助凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)；所述二级pH调节剂为硫酸或盐酸；所述二级除氟剂为铝、铁、钙、镁复合盐；所述二级助凝剂为PAM。
本发明先用石灰和/或氯化钙去除污水中大量的氟，以降低运行成本，然后采用专用除氟剂进一步去除氟一方面减少污水中引入的钙离子、另一方面降低树脂除氟的工程投资，最后采用树脂除氟以确保产水中的氟离子浓度降至1mg/L以下。
优选地，所述一级除氟剂的投加量为使一级pH调节区中钙离子与污水中氟离子摩尔比为0.7～1.0；所述絮凝剂的投加量为50～100mg/L；所述一级助凝剂的投加量为5～10mg/L；所述二级除氟剂投加量为二级除氟剂与所述一级沉淀区出水中氟离子的质量比为(1～2):1；所述二级助凝剂的投加量为3～5mg/L。
优选地，所述除氟剂为除氟树脂；所述除氟器再生装置为硫酸铝或氯化铝投加装置。
本发明还提供了上述的污水高效除氟系统在污水除氟中的应用。
本发明通过进水管将污水送入一级除氟沉淀池，通过一级pH调节剂、一级除氟剂、絮凝剂及一级助凝剂的综合作用初步去除污水中的氟离子，使一级除氟沉淀池出水氟离子浓度在10～20mg/L，一级除氟沉淀池出水进入二级除氟沉淀池，通过二级pH调节剂、二级除氟剂、二级助凝剂的综合作用进一步去除污水中的氟离子，使二级除氟沉淀池出水氟离子浓度降至3～10mg/L，二级除氟沉淀池出水进入除氟器，通过专用除氟剂的离子交换作用彻底去除污水中的氟离子，使产水氟离子降至1mg/L以下，直至除氟剂饱和。
除氟器中除氟剂饱和后系统停止进水，通过除氟器再生装置对除氟器进行再生，产生的再生废液经再生废液管送至再生废液池，然后经再生废液提升泵、再生废液回流管送至一级除氟沉淀池，通过混凝沉淀作用去除废液中的氟离子。除氟器再生完成后系统继续进水运行，如此循环。
本发明的有益技术效果如下：
(1)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，通过分段除氟装置分段除氟、合理控制各段除氟效率，除氟效率高，可使污水氟离子降至1mg/L以下，在彻底去除污水中氟离子的同时，运行成本低，工程投资低，含氟泥渣量少，操作管理简单；
(2)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，出水氟离子小于1mg/L、钙离子小于100mg/L，相较于常用的石灰结合氯化钙除氟方法(出水氟离子6～8mg/L、钙离子600～1000mg/L)，具有综合药剂使用量少、系统除氟彻底，无大量泥渣产生等优点；
(3)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，相较于专用除氟剂除氟方法，具有引入离子少、运行成本低、系统除氟彻底等优点；
(4)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，相较于吸附及离子交换除氟方法，具有操作管理简单、工程投资低、运行成本低、无二次污染物等优点。
附图说明
图1为本发明实施例1所述污水高效除氟系统的运行示意图。
其中，1为进水管；2为一级除氟沉淀池；2-1为一级pH调节区；2-2为絮凝区；2-3为一级助凝区；2-4为一级沉淀区；2-5为一级pH调节剂；2-6为一级除氟剂；2-7为絮凝剂；2-8为一级助凝剂；2-9为一级刮泥装置；3为一级除氟沉淀池出水管；4为二级除氟沉淀池；4-1为二级pH调节区；4-2为除氟区；4-3为二级助凝区；4-4为二级沉淀区；4-5为二级pH调节剂；4-6为二级除氟剂；4-7为二级助凝剂；4-8为二级刮泥装置；5为二级除氟沉淀池出水管；6为出水泵；7为出水泵出水管；8为除氟器；9为产水管；10为产水池；11为除氟器再生装置；12为再生液管；13为再生废液管；14为再生废液池；15为再生废液提升泵；16为再生废液回流管。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明实施例1中污水高效除氟系统的运行示意图见图1。
其中，1为进水管；2为一级除氟沉淀池；2-1为一级pH调节区；2-2为絮凝区；2-3为一级助凝区；2-4为一级沉淀区；2-5为一级pH调节剂；2-6为一级除氟剂；2-7为絮凝剂；2-8为一级助凝剂；2-9为一级刮泥装置；3为一级除氟沉淀池出水管；4为二级除氟沉淀池；4-1为二级pH调节区；4-2为除氟区；4-3为二级助凝区；4-4为二级沉淀区；4-5为二级pH调节剂；4-6为二级除氟剂；4-7为二级助凝剂；4-8为二级刮泥装置；5为二级除氟沉淀池出水管；6为出水泵；7为出水泵出水管；8为除氟器；9为产水管；10为产水池；11为除氟器再生装置；12为再生液管；13为再生废液管；14为再生废液池；15为再生废液提升泵；16为再生废液回流管。
本发明提供了一种污水高效除氟系统，包括按进水方向依次连通的：进水管1，一级除氟沉淀池2，一级除氟沉淀池出水管3，二级除氟沉淀池4，二级除氟沉淀池出水管5，出水泵6，出水泵出水管7，除氟器8，产水管9和产水池10；
按进水方向，所述一级除氟沉淀池2设置有：一级pH调节区2-1，絮凝区2-2，一级助凝区2-3，一级沉淀区2-4；以及位于一级沉淀区2-4中的一级刮泥装置2-9；
按进水方向，所述二级除氟沉淀池4设置有：二级pH调节区4-1，除氟区4-2，二级助凝区4-3，二级沉淀区4-4；以及位于二级沉淀区4-4中的二级刮泥装置4-8。
针对上述污水高效除氟系统，本发明提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：
通过所述进水管1将污水送至所述一级pH调节区2-1，在所述一级pH调节区2-1内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区2-2、所述一级助凝区2-3和所述一级沉淀区2-4，流经所述絮凝区2-2时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区2-3时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区2-4内经一级刮泥装置2-9实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水再经所述一级除氟沉淀池出水管3送至所述二级pH调节区4-1，在所述二级pH调节区4-1内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区4-2、所述二级助凝区4-3和所述二级沉淀区4-4，流经所述除氟区4-2时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区4-3时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区4-4内经二级刮泥装置4-8实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水通过所述二级除氟沉淀池出水管5进入所述出水泵6，再经所述出水泵出水管7进入所述除氟器8，除氟后污水通过所述产水管9进入所述产水池10，完成污水除氟。
优选地，所述污水高效除氟系统还包括：除氟器再生装置11和再生液管12；所述除氟器再生装置11通过所述再生液管12与所述除氟器8相连。
针对上述污水高效除氟系统，本发明提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：
通过所述进水管1将污水送至所述一级pH调节区2-1，在所述一级pH调节区2-1内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区2-2、所述一级助凝区2-3和所述一级沉淀区2-4，流经所述絮凝区2-2时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区2-3时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区2-4内经一级刮泥装置2-9实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水再经所述一级除氟沉淀池出水管3送至所述二级pH调节区4-1，在所述二级pH调节区4-1内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区4-2、所述二级助凝区4-3和所述二级沉淀区4-4，流经所述除氟区4-2时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区4-3时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区4-4内经二级刮泥装置4-8实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水通过所述二级除氟沉淀池出水管5进入所述出水泵6，再经所述出水泵出水管7进入所述除氟器8，除氟后污水通过所述产水管9进入所述产水池10，完成污水除氟；
当所述除氟器8中的除氟剂吸附饱和后，除氟器8停止进水，经所述除氟器再生装置11通过再生液管12通入再生液对除氟剂再生后除氟器8再次进水、投入运行。
更优选地，所述污水高效除氟系统还包括：再生废液管13，再生废液池14，再生废液提升泵15和再生废液回流管16；所述再生废液池14通过所述再生废液管13与所述除氟器8相连；所述再生废液池14内放置所述再生废液提升泵15；所述再生废液回流管16连接所述再生废液提升泵15和所述一级pH调节区2-1。
针对上述污水高效除氟系统，本发明提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：
通过所述进水管1将污水送至所述一级pH调节区2-1，在所述一级pH调节区2-1内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区2-2、所述一级助凝区2-3和所述一级沉淀区2-4，流经所述絮凝区2-2时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区2-3时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区2-4内经一级刮泥装置2-9实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水再经所述一级除氟沉淀池出水管3送至所述二级pH调节区4-1，在所述二级pH调节区4-1内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区4-2、所述二级助凝区4-3和所述二级沉淀区4-4，流经所述除氟区4-2时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区4-3时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区4-4内经二级刮泥装置4-8实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水通过所述二级除氟沉淀池出水管5进入所述出水泵6，再经所述出水泵出水管7进入所述除氟器8，除氟后污水通过所述产水管9进入所述产水池10，完成污水除氟；
当所述除氟器8中的除氟剂吸附饱和后，除氟器8停止进水，经所述除氟器再生装置11通过再生液管12通入再生液对除氟剂再生后除氟器8再次进水、投入运行；
所述除氟器再生装置11再生除氟剂时再生液通过所述再生液管12进入所述除氟器8并产生再生废水，再生废水再经所述再生废液管13进入所述再生废液池14，经所述再生废液提升泵15通过再生废液回流管16回流至所述一级pH调节区2-1内，形成除氟循环。
优选地，所述一级除氟剂的投加量为使一级pH调节区中钙离子与污水中氟离子摩尔比为0.7～1.0；所述絮凝剂的投加量为50～100mg/L；所述一级助凝剂的投加量为5～10mg/L；所述二级除氟剂投加量为二级除氟剂与所述一级沉淀区出水中氟离子的质量比为(1～2):1；所述二级助凝剂的投加量为3～5mg/L。
优选地，所述除氟剂为除氟树脂；所述除氟器再生装置为硫酸铝或氯化铝投加装置。
本发明还提供了上述的污水高效除氟系统在污水除氟中的应用。
本发明实施例及对比例所用二级除氟剂为上海中耀环保实业有限公司研制的专用除氟剂，为含有铝、铁、钙、镁的复合盐。
本发明实施例及对比例所用一级刮泥装置及二级刮泥装置均为刮泥机。
本发明实施例及对比例所用除氟器8为除氟树脂除氟器。
实施例1
将氟离子含量为500mg/L的某光伏废水通过进水管1将进水送至一级除氟沉淀池2的一级pH调节区2-1，并依次流入絮凝区2-2、一级助凝区2-3、一级沉淀区2-4，在一级沉淀区2-4经一级刮泥装置2-9完成含氟泥渣与污水的分离，分离所得污水经一级除氟沉淀池出水管3送至二级除氟沉淀4的二级pH调节区4-1，其中，一级pH调节区2-1通过加入一级pH调节剂2-5(石灰)控制一级pH调节区2-1内污水的pH为9.5、再加入一级除氟剂2-6(氯化钙)，使一级pH调节区2-1内钙离子与氟离子的摩尔比为0.7，在絮凝区2-2和一级助凝区2-3分别投加80mg/L的絮凝剂2-7(PAC)和8mg/L的一级助凝剂2-8(PAM)。二级除氟沉淀池4的二级pH调节区4-1出水依次流经除氟区4-2、二级助凝区4-3、二级沉淀区4-4，在二级沉淀区4-4经二级刮泥装置4-8完成含氟泥渣与污水的分离，分离所得污水经二级除氟沉淀池出水管5、出水泵6、出水泵出水管7送至除氟器8；其中，二级pH调节区4-1通过加入二级pH调节剂4-5(硫酸)控制二级pH调节区4-1内污水的pH为7.5，除氟区4-2内二级除氟剂4-6投加量与一级除氟沉淀池2出水氟离子质量比为1.5:1，二级助凝剂4-7(PAM)投加量为3mg/L。除氟器8产水经产水管9送至产水池10，完成光伏废水除氟。
该光伏废水经一级除氟沉淀池2处理后出的氟离子浓度为15mg/L，经二级除氟沉淀池4处理后出水氟离子浓度为5mg/L，经除氟器8处理后出水氟离子为0.5mg/L。该光伏废水经本系统处理后取得了良好的氟离子去除效果。
当实施例1中除氟器8中的除氟树脂饱和后，系统停止进水，通过除氟器再生装置11(硫酸铝投加装置)对除氟器中的除氟树脂进行再生，产生的再生废液经再生废液管13送至再生废液池13，然后经再生废液提升泵15、再生废液回流管16送至一级pH调节区2-1，通过混凝沉淀作用去除废液中的氟离子，除氟树脂再生周期为3天，除氟树脂再生完成后系统继续进水运行，如此循环。具体的运行示意图见图1。
实施例2
将氟离子含量为100mg/L的某煤气化废水通过进水管1将进水送至一级除氟沉淀池2的一级pH调节区2-1，并依次流入絮凝区2-2、一级助凝区2-3、一级沉淀区2-4，在一级沉淀区2-4经一级刮泥装置2-9完成含氟泥渣与污水的分离，分离所得污水经一级除氟沉淀池出水管3送至二级除氟沉淀4的二级pH调节区4-1，其中，一级pH调节区2-1通过加入一级pH调节剂2-5(氢氧化钠)控制一级pH调节区2-1内污水的pH为10、再加入一级除氟剂2-6(氯化钙)，使一级pH调节区2-1内钙离子与氟离子的摩尔比为1.0，在絮凝区2-2和一级助凝区2-3分别投加100mg/L的絮凝剂2-7(PAC)和5mg/L的一级助凝剂2-8(PAM)。二级除氟沉淀池4的二级pH调节区4-1出水依次流经除氟区4-2、二级助凝区4-3、二级沉淀区4-4，在二级沉淀区4-4经二级刮泥装置4-8完成含氟泥渣与污水的分离，分离所得污水经二级除氟沉淀池出水管5、出水泵6、出水泵出水管7送至除氟器8；其中，二级pH调节区4-1通过加入二级pH调节剂4-5(硫酸)控制二级pH调节区4-1内污水的pH为7，除氟区4-2内二级除氟剂4-6投加量与一级除氟沉淀池2出水氟离子质量比为1.8:1，二级助凝剂4-7(PAM)投加量为5mg/L。除氟器8产水经产水管9送至产水池10，完成光伏废水除氟。
该光伏废水经一级除氟沉淀池2处理后出的氟离子浓度为12mg/L，经二级除氟沉淀池4处理后出水氟离子浓度为3mg/L，经除氟器8处理后出水氟离子为0.3mg/L。该光伏废水经本系统处理后取得了良好的氟离子去除效果。
当实施例1中除氟器8中的除氟树脂饱和后，系统停止进水，通过除氟器再生装置11(硫酸铝投加装置)对除氟器中的除氟树脂进行再生，产生的再生废液经再生废液管13送至再生废液池13，然后经再生废液提升泵15、再生废液回流管16送至一级pH调节区2-1，通过混凝沉淀作用去除废液中的氟离子，除氟树脂再生完成后系统继续进水运行，如此循环。
对比例1
与实施例1相比，区别在于一级pH调节区2-1内污水的钙与氟离子的摩尔比为0.5，除氟区4-2内二级除氟剂4-6投加量与一级除氟沉淀池2出水氟离子质量比为1:1。
该光伏废水经一级除氟沉淀池2处理后出的氟离子浓度为25mg/L，经二级除氟沉淀池4处理后出水氟离子浓度为10mg/L，经除氟器8处理后出水氟离子为0.5mg/L，除氟树脂再生周期为1.5天。随着一级除氟沉淀池内钙离子和二级除氟沉淀池内二级除氟剂投加量的减少，一级除氟沉淀池和二级除氟沉淀池对氟的去除效果下降，且除氟器再生周期缩短。
本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，采用分段除氟装置分段除氟，合理控制各段除氟效率，提高污水除氟效率，可使污水氟离子降至1mg/L以下，在彻底去除污水中氟离子的同时，运行成本低，工程投资低，含氟泥渣量少且无二次污染，操作管理简单，克服了现有除氟系统药剂投加量大、氟泥渣产量大、工程投资及运行成本高等问题。本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步骤：污水先通过一级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至10～20mg/L；再经二级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至3～10mg/L；最后经三级除氟装置除氟，使产水氟离子降至1mg/L以下。
2.一种污水高效除氟系统，其特征在于，包括按进水方向依次连通的：一级除氟沉淀池(2)，二级除氟沉淀池(4)，除氟器(8)，和产水池(10)；
按进水方向，所述一级除氟沉淀池(2)设置有：一级pH调节区(2-1)，絮凝区(2-2)，一级助凝区(2-3)以及一级沉淀区(2-4)；
按进水方向，所述二级除氟沉淀池(4)设置有：二级pH调节区(4-1)，除氟区(4-2)，二级助凝区(4-3)以及二级沉淀区(4-4)。
3.根据权利要求2所述的污水高效除氟系统，其特征在于，还包括：除氟器再生装置(11)；所述除氟器再生装置(11)与所述除氟器(8)相连。
4.根据权利要求3所述的污水高效除氟系统，其特征在于，还包括：再生废液池(14)；所述再生废液池(14)与所述除氟器(8)和所述一级pH调节区(2-1)相连。
5.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求2所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟。
6.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求3所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟；
当所述除氟器(8)中的除氟剂吸附饱和后，除氟器(8)停止进水，经所述除氟器再生装置(11)通入再生液对除氟剂再生后除氟器(8)再次进水、投入运行。
7.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求4所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9～10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7～8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟；
当所述除氟器(8)中的除氟剂吸附饱和后，除氟器(8)停止进水，经所述除氟器再生装置(11)通入再生液对除氟剂再生后除氟器(8)再次进水、投入运行；
所述除氟器再生装置(11)再生除氟剂时产生的再生废水进入所述再生废液池(14)，再回流至所述一级pH调节区(2-1)内，形成除氟循环。
8.根据权利要求5～7所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一级pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰；所述一级除氟剂为石灰和/或氯化钙；所述絮凝剂为PAC或PFS；所述一级助凝剂为PAM；所述二级pH调节剂为硫酸或盐酸；所述二级除氟剂为铝、铁、钙、镁复合盐；所述二级助凝剂为PAM。
9.根据权利要求8所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一级除氟剂的投加量为使一级pH调节区中钙离子与污水中氟离子摩尔比为0.7～1.0；所述絮凝剂的投加量为50～100mg/L；所述一级助凝剂的投加量为5～10mg/L；所述二级除氟剂投加量为二级除氟剂与所述一级沉淀区(2-4)出水中氟离子的质量比为(1～2):1；所述二级助凝剂的投加量为3～5mg/L。
10.权利要求2～4所述的污水高效除氟系统在污水除氟中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220812 |