CN115959750A - 一种高效的多晶硅生产废水除氟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，涉及废水除氟技术领域，其技术方案要点包括调节池和石灰反应沉淀池，石灰反应沉淀池与调节池连接；氯化钙反应沉淀池，氯化钙反应沉淀池与石灰反应沉淀池连接；污泥浓缩池，污泥浓缩池分别与石灰反应沉淀池、氯化钙反应沉淀池连接；其中，多晶硅生产含氟废水先进入调节池，调节池出水pH值为2‑3，氟离子浓度500‑600mg/L；调节池出水进入石灰反应沉淀池用石灰进行反应沉淀除氟，再进入氯化钙反应沉淀池用氯化钙反应沉淀除氟以及用硫酸铝络合吸附除氟，可保证出水氟离子浓度小于10mg/L。
Description
技术领域
本发明涉及废水除氟技术领域，更具体地说，它涉及一种高效的多晶硅生5产废水除氟系统。
背景技术
多晶硅生产含氟酸性废水来自多晶硅料预处理工段，包括酸洗、碱洗等，其中酸洗主要采用硝酸、氢氟酸等无机酸，碱洗主要为氢氧化钠，该股废水的特点是pH低、氟离子浓度高、COD较低，间歇性排水，水质水量变化大。多晶0硅生产含氟酸性废水氟离子浓度一般在100-1000mg/L。按照国家工业废水排放
标准，氟离子浓度应小于10mg/L。目前，国内外处理含氟废水的常用方法有吸附法、沉淀法、离子交换法和反渗透法等。多晶硅生产企业处理含氟废水常用的方法是石灰沉淀法，石灰中所含的钙离子能与氟离子生成CaF2沉淀从而去除
氟离子。在实际处理过程中，出水中氟离子浓度不稳定，常有超标的现象。造5成这一问题的主要原因：一、多晶硅生产废水来源复杂，废水调节池中氟离子
浓度波动较大，石灰投加量较难控制，导致出水氟离子浓度不稳定。二、CaF2在18℃时在水中的溶解度为16.3mg/L，当氟离子的残留质量浓度为10-20mg/L时形成沉淀物的速度会减慢；当水中含有一定数量的盐类，如NaCl、Na2SO4、NH4Cl时，还会增大CaF2的溶解度。因此用石灰沉淀法处理含氟废水一般较难0达标。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效的多晶硅生产废水除氟系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：5一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，包括：
调节池；
石灰反应沉淀池，石灰反应沉淀池与调节池连接；
氯化钙反应沉淀池，氯化钙反应沉淀池与石灰反应沉淀池连接；
污泥浓缩池，污泥浓缩池分别与石灰反应沉淀池、氯化钙反应沉淀池连接。
石灰反应沉淀池包括反应区一、絮凝区和沉淀区一，且反应区一与调节池连接，絮凝区一分别与反应区一和沉淀区一连接，沉淀区一与污泥浓缩池连接。反应区一上设置有pH在线监测仪，且反应区一与石灰加药设备连接。絮凝区一与PAM加药设备连接。
氯化钙反应沉淀池包括反应区二、混凝区、絮凝区二和沉淀区二，反应区二与沉淀区一连接，反应区二、混凝区、絮凝区二和沉淀区二依次连接设置，沉淀区二与污泥浓缩池连接。反应区二与氯化钙加药设备连接，且在反应区二的进水管上设置氟离子在线监测仪。絮凝区二与PAM加药设备连接。混凝区与硫酸铝加药设备连接。
其中，含氟废水在调节池内停留时间停留时间8-12小时，出水pH值为2-3，氟离子浓度500-600mg/L。
含氟废水在反应区一、絮凝区一和沉淀区一内的停留时间分别为60分钟、30分钟、120分钟；反应区一中石灰的加药量根据pH监测结果动态调节，确保废水pH值7-7.5，絮凝区一PAM加药量3-5mg/L。石灰反应沉淀池出水氟离子浓度40-45mg/L。
含氟废水在反应区二、混凝区、絮凝区二和沉淀区二内的停留时间分别为60分钟、10分钟、30分钟、120分钟；反应区二12氯化钙的加药量根据监测的氟离子浓度动态调整，Ca/F摩尔比为1-2:1，混凝区硫酸铝加药量80-100mg/L；絮凝区二PAM加药量3-5mg/L。氯化钙反应沉淀池出水氟离子浓度4-6mg/L。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明先用石灰对多晶硅生产含氟废水进行一级除氟，再用氯化钙进行二级除氟，最后用硫酸铝进一步络合吸附，可保证出水氟离子浓度小于10mg/L；本发明采用石灰、氯化钙和硫酸铝联合除氟，减少了石灰的使用量，因此降低了污泥的产生量,减少了污泥处理成本。
附图说明
图1为本发明提出一种高效的多晶硅生产废水除氟系统的示意图；
图2为本发明提出一种高效的多晶硅生产废水除氟系统中石灰反应沉淀池的示意图；
图3为本发明提出一种高效的多晶硅生产废水除氟系统中氯化钙反应沉淀池的示意图。
1、调节池；2、石灰加药设备；3、反应区一；4、絮凝区一；5、沉淀区一；6、加药设备；7、氯化钙加药设备；8、硫酸铝加药设备；9、絮凝区二；10、沉淀区二；11、混凝区；12、反应区二；13、污泥浓缩池；14、石灰反应沉淀池；15、氯化钙反应沉淀池。
具体实施方式
参照图1至图3。
实施例一对本发明提出的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统做进一步说明。
一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，包括：
调节池1；
石灰反应沉淀池14，石灰反应沉淀池14与调节池1连接；
氯化钙反应沉淀池15，氯化钙反应沉淀池15与石灰反应沉淀池14连接；
污泥浓缩池13，污泥浓缩池13分别与石灰反应沉淀池14、氯化钙反应沉淀池15连接。
石灰反应沉淀池14包括反应区一3、絮凝区一4和沉淀区一5，且反应区一3与调节池1连接，絮凝区一4分别与反应区一3和沉淀区一5连接，沉淀区一5与污泥浓缩池13连接。
石灰反应沉淀池14具体的处理过程为：含氟废水先进入反应区一3与石灰反应生成氟化钙沉淀，然后进入絮凝区一4进行絮凝反应，最后进入沉淀区一5进行固液分离，上清液进入反应区二12，污泥进入污泥浓缩池13。反应区一3与石灰加药设备2连接。絮凝区一4与加药设备6连接。
氯化钙反应沉淀池15包括反应区二12、混凝区11、絮凝区二9和沉淀区二10，反应区二12与沉淀区一5连接，反应区二12、混凝区11、絮凝区二9和沉淀区二10依次连接设置，沉淀区二10与污泥浓缩池13连接。反应区二12与氯化钙加药设备7连接，且在反应区二12的进水管上设置氟离子在线监测仪。混凝区11与硫酸铝加药设备8连接。絮凝区二9与加药设备6连接。
氯化钙反应沉淀池15具体的处理过程为：石灰反应沉淀池14出水先进入反应区二12氯化钙与氟离子生成氟化钙沉淀，然后进入混凝区11进行混凝反应，再进入絮凝区二9进行絮凝反应，最后进入沉淀区二10进行固液分离，上清液达标排放，污泥进入污泥浓缩池13。
含氟废水在调节池1内停留时间8-12小时；含氟废水在反应区一3、絮凝区一4和沉淀区一5内的停留时间分别为60分钟、30分钟、120分钟；含氟废水在反应区二12、混凝区11、絮凝区二9和沉淀区二10内的停留时间分别为60分钟、10分钟、30分钟、120分钟。
反应区一3中石灰的加药量根据pH监测结果动态调节，确保废水pH值7-7.5，絮凝区一4PAM加药量3-5mg/L。
反应区二12氯化钙的加药量根据监测的氟离子浓度动态调整，Ca/F摩尔比为1-2:1，混凝区11硫酸铝加药量80-100mg/L；絮凝区二9PAM加药量3-5mg/L。
实施步骤与处理效果：
多晶硅生产含氟废水1先进入调节池1，含氟废水在调节池1内停留时间8小时，调节池1出水pH值为2，氟离子浓度500mg/L。
调节池1出水进入石灰反应沉淀池14，在石灰反应沉淀池14的反应区一3中加入石灰，石灰与废水中的氟离子生成氟化钙沉淀，然后进入絮凝区一4进行絮凝反应，最后进入沉淀区一5进行固液分离，上清液进入反应区一3，污泥进入污泥浓缩池13，絮凝区一4加药量5mg/L，石灰反应沉淀池14出水pH值为7-7.5，氟离子浓度40mg/L。
石灰反应沉淀池14出水进入氯化钙反应沉淀池15，在反应区二12加入氯化钙，氯化钙和氟离子生成氟化钙沉淀，在反应区二12进水管设置氟离子在线监测仪，氯化钙的加药量根据监测的氟离子浓度动态调整，Ca/F摩尔比为1.5:1，反应区一3出水氟离子浓度20mg/L。
反应区二12出水先进入硫酸铝混凝区11进行混凝反应，然后进入PAM絮凝区二9进行絮凝反应，最后进入沉淀区二10进行固液分离，混凝区11硫酸铝加药量90mg/L；絮凝区一4加药量5mg/L，混凝沉淀上清液氟离子浓度6mg/L，可达标排放。
本发明用氟离子在线监测仪控制氯化钙的加药量，确保药剂不浪费，也保证在水质波动较大时出水氟离子浓度稳定达标
实施例二
实施步骤与处理效果：
多晶硅生产含氟废水2先进入调节池1，含氟废水在调节池1内停留时间8小时，调节池1出水pH值为2，氟离子浓度600mg/L。
调节池1出水进入石灰反应沉淀池14，在石灰反应沉淀池14的反应区一3中加入石灰，石灰与废水中的氟离子生成氟化钙沉淀，然后进入絮凝区一4进行絮凝反应，最后进入沉淀区一5进行固液分离，上清液进入反应区一3，污泥进入污泥浓缩池13，在反应区一3设置pH在线监测仪，石灰的加药量根据pH监测结果动态调节，确保废水pH值7-7.5；絮凝区一4加药量5mg/L，石灰反应沉淀池14出水pH值为7-7.5，氟离子浓度45mg/L。
石灰反应沉淀池14出水进入氯化钙反应沉淀池15，在反应区二12加入氯化钙，氯化钙和氟离子生成氟化钙沉淀，在反应区二12进水管设置氟离子在线5监测仪，氯化钙的加药量根据监测的氟离子浓度动态调整，Ca/F摩尔比为2:1，
反应区一3出水氟离子浓度15mg/L。
反应区二12出水先进入硫酸铝混凝区11进行混凝反应，然后进入PAM絮凝区二9进行絮凝反应，最后进入沉淀区二10进行固液分离，混凝区11硫酸
铝加药量90mg/L；絮凝区一4加药量5mg/L，混凝沉淀上清液氟离子浓度4mg/L，0可达标排放。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，包括：
调节池(1)；
石灰反应沉淀池(14)，石灰反应沉淀池(14)与调节池(1)连接；
氯化钙反应沉淀池(15)，氯化钙反应沉淀池(15)与石灰反应沉淀池(14)连接；
污泥浓缩池(13)，污泥浓缩池(13)分别与石灰反应沉淀池(14)、氯化钙反应沉淀池(15)连接；
其中，多晶硅生产含氟废水先进入调节池(1)，含氟废水在调节池(1)内停留8-12小时，出水pH值为2-3，氟离子浓度500-600mg/L；
调节池(1)出水进入石灰反应沉淀池(14)，在石灰反应沉淀池(14)中加入石灰，石灰与废水中的氟离子生成氟化钙沉淀，石灰反应沉淀池(14)出水pH值为7-7.5，氟离子浓度40-45mg/L；
石灰反应沉淀池(14)出水进入氯化钙反应沉淀池(15)，在氯化钙反应沉淀池(15)中加入氯化钙、硫酸铝和PAM，氯化钙和氟离子生成氟化钙沉淀，氯化钙反应沉淀池(15)出水氟离子浓度4-6mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，石灰反应沉淀池(14)包括反应区一(3)、絮凝区一(4)和沉淀区一(5)，且反应区一(3)与调节池(1)连接，絮凝区一(4)分别与反应区一(3)和沉淀区一(5)连接，沉淀区一(5)与污泥浓缩池(13)连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，氯化钙反应沉淀池(15)包括反应区二(12)、混凝区(11)、絮凝区二(9)和沉淀区二(10)，反应区二(12)与沉淀区一(5)连接，反应区二(12)、混凝区(11)、絮凝区二(9)和沉淀区二(10)依次连接设置，沉淀区二(10)与污泥浓缩池(13)连接。
4.根据权利要求2所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，反应区一(3)上设置有pH在线监测仪，且反应区一(3)与石灰加药设备(2)连接。
5.根据权利要求2或3所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，絮凝区一(4)、絮凝区二(9)均与加药设备(6)连接。
6.根据权利要求3所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，反应区二(12)与氯化钙加药设备(7)连接，且在反应区二(12)的进水管上设置氟离子在线监测仪。
7.根据权利要求3所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，混凝区(11)与硫酸铝加药设备(8)连接。
8.根据权利要求2或3所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，含氟废水在调节池(1)内停留时间8-12小时；含氟废水在反应区一(3)、絮凝区一(4)和沉淀区一(5)内的停留时间分别为60分钟、30分钟、120分钟；含氟废水在反应区二(12)、混凝区(11)、絮凝区二(9)和沉淀区二(10)内的停留时间分别为60分钟、10分钟、30分钟、120分钟。
9.根据权利要求8所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，反应区一(3)中石灰的加药量根据pH监测结果动态调节，确保废水pH值7-7.5，絮凝区一(4)PAM加药量3-5mg/L。
10.根据权利要求8所述的一种高效的多晶硅生产废水除氟系统，其特征在于，反应区二(12)氯化钙的加药量根据监测的氟离子浓度动态调整，Ca/F摩尔比为1-2:1，混凝区(11)硫酸铝加药量80-100mg/L；絮凝区二(9)PAM加药量3-5mg/L。
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