CN204958619U - 一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，包括氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽、浓缩槽、管式膜组件、后续工艺水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述氢氧化钠反应槽与废水进水口连通，氢氧化钠反应槽之后依次设置有氯化钙反应槽和铝盐反应槽；所述铝盐反应槽的出水口与浓缩槽的入水口连通；浓缩槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与后续工艺水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通。

Description

一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业废水回用处理领域，尤其是一种采用管式微

滤膜的含氟废水处理系统。

背景技术

随着工业社会的不断发展，工业含氟废水在各工业领域都有出

现，如光伏、冶金、金属加工、玻璃、电子、电镀、农药、含氟矿石

开采等行业，这些行业都需要大量的氢氟酸用于蚀刻和清洗，与此同

时将产生大量的高浓度的含氟废水（1～30%）和低浓度的含氟废水

（50～3000mg/l）。这些废水必须经过处理方可达标排放，而氟离子

的排放基准大多是10mg/l或15mg/l，一些地区采用更严苛的标准，

例如5mg/l以下。

当前，国内外含氟废水的处理方法有数种，常见的有沉淀法和吸

附法两种。沉淀法是含氟废水处理应用较为广泛的方法之一，是通过

加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀，通过固体的分离达到

去除的目的，药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理

效率。沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理，采用较多的是钙盐沉

淀法，通过向废水中投加钙盐等化学药品，使钙离子与氟离子反应生

成氟化钙沉淀，来实现除去使废水中的氟离子的目的。该工艺简单方

便，费用低，运行稳定,但通过该方法处理后的废水中氟含量达到

15mg/L或低于15mg/L后，再加石灰水，将很难形成沉淀物，因此

该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理反应，此方法处理后的

废水很难达到国标一级标准。

铝盐除氟是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝

盐混凝剂，利用铝离子与氟离子的络合以及铝盐水解后生产的AL(OH)3

矾花，去除废水中的氟离子。由于药剂投加量少、成本低，并且一次处

理后出水即可达到国家排放标准，因此铝盐混凝沉降法在含氟废水处理

中作为二级处理反应。

吸附法是采用活性氧化镁，活性氧化铝和斜发沸石等吸附剂，这

些吸附剂被充填在填充柱中，利用动态吸附，去除水中氟离子。吸附

法在含氟废水的深度处理方面，效果显著，该方法一般在工业含氟废

水处理中用于末端的保护措施，效果十分显著。

对于工业高浓度的含氟废水一般采用钙盐沉淀法，但由于氟化钙

的溶度积所限，以及重力沉淀分离的自身缺点，即使经过两级处理，

出水的氟离子浓度也很难稳定到达10mg/l以下，5mg/l则更为艰难，

很多时候需要结合投加铝盐来获得更低的出水氟离子浓度。无论如何

采用传统工艺使含氟废水处理达标是个很难实现的的难题，往往意味

着大量的药剂投加，良好的絮凝剂种类和投加量选择，以及良好设计

的沉淀分离系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种仅需添加较少的药

量就能获得较好水质的产水,且工艺流程较短,占地面积较小的采用管

式微滤膜的含氟废水处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的：本实用

新型所述一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，包括氢氧化钠反

应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽、浓缩槽、管式膜组件、后续工艺

水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述氢氧化钠反应槽与废水进水口连

通，氢氧化钠反应槽之后依次设置有氯化钙反应槽和铝盐反应槽，所

述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应槽依次连通；所述铝盐

反应槽的出水口与浓缩槽的入水口连通；浓缩槽的出水口与管式膜组

件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流

端，滤水出口端与后续工艺水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进

水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排

放管路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框

压滤机的脱离水出口与氢氧化钠反应槽连通。

所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应槽内均设置有机

械搅拌装置及pH值监测装置。

所述氢氧化钠反应槽前方设置有预沉及调节处理废水槽。

所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成，管式膜组件中设

置有循环泵。

所述浓缩槽中设置有液位控制器。

所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽均设置有自动

加药装置。

上述采用管式微滤膜的含氟废水处理系统所采用的工艺方法包

括如下步骤：

1)将含氟废水导入氢氧化钠反应槽中，在氢氧化钠反应槽中添加

氢氧化钠，充分搅拌，进行pH值调节，最佳调节时间20分

钟，全程对混合液的pH值监控；

2)将经过氢氧化钠反应槽后的废水导入氯化钙反应槽中添加氯

化钙，充分搅拌，最佳调节时间20分钟，形成悬浮固体；

3)将经过氯化钙反应槽后的含有悬浮固体的液体导入铝盐反应

槽中添加铝盐，充分搅拌，经过吸附及络合沉淀反应形成悬

浮固体；

4)通过溢流的方式通入浓缩槽中，浓缩槽容水量应大于循环泵3

分钟的吸水量；

5)将浓缩槽内的水注入管式膜组件内进行固液分离；

6)管式膜组件的滤出水存放于后续工艺水槽中，将滤出水的pH

值调至中性后回用或排放；

7)流经管式膜组件的水将再次被通入管式膜组件中进行循环过

滤，此过程中产生的含有污泥的浓缩液将被排泄至污泥贮槽

内；

8)通过板框压滤机对污泥贮槽内的浓缩液进行污泥脱水处理，污

泥脱水处理后的脱离水将再次被注入最前端的氢氧化钠反应

槽中进行第二次处理；对脱水后的泥饼进行集中处理。

本实用新型的积极效果：本实用新型所述一种采用管式微滤膜的

含氟废水处理系统，由化学加药系统和三级反应槽组成，在三个反应

槽内，根据工艺需要添加相应的化学药剂，并对反应的pH值进行精

确控制，通过充分的机械搅拌使得药剂和进水完全混合发生反应，经

过三级反应后的含沉淀物的水溢流进入到管式膜的浓缩池，并通过管

式膜组件中设置的循环泵将浓缩池中的废水注入管式膜组件进行固

液分离。三级反应槽均配套有机械搅拌装置，可以使药剂与待处理水

混合充分，并且可以避免沉淀物沉入池底。

在后续阶段可通过板框压滤机实现彻底的固液分离，固体微粒可

回收利用，回收率接近100%，可将固体废弃物资源化；该系统中所

涉及到的设备清洗方便，仅仅需要常规的无机酸、碱和氧化剂，没有

废水排放限制。

管式膜组件作为过滤的核心部件，采用管式大流量错流过滤，水

流切向高速流过膜表面，在过滤的同时还有冲刷清洁膜表面的作用，

污染物不易累积，膜面不易污染，适合过滤高浊度（最高5%的悬浮

固体浓度）和污染物粒径相近的料液；滤后的产水浊度<1NTU，可

以有效的保护反渗透。管式膜组件可完全取代沉淀池和过滤等多道处

理及过滤设备，不需沉淀和预过滤，可直接进行过滤实现固体颗粒和

液体的分离，管式膜组件作为反渗透或蒸发器等脱盐工艺的管式膜软

化处理，大大缩短简化了工艺流程，减少了系统占地面积，提高了后

续设备的回收率，并有效延长其使用寿命。相较于其他膜组件，管式

膜组件有强度好、耐摩擦、耐高浓度药剂清洗、可在极高悬浮固体浓

度下稳定运行、可耐受进水水质波动等优良性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说

明。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述一种采用管式微滤膜的含氟废水处

理系统，包括氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽、浓缩槽、

管式膜组件、后续工艺水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述氢氧化钠

反应槽与废水进水口连通，氢氧化钠反应槽之后依次设置有氯化钙反

应槽和铝盐反应槽，所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应

槽依次连通；所述铝盐反应槽的出水口与浓缩槽的入水口连通；浓缩

槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有

滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与后续工艺水槽连通；浓水回

流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排

放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设

置有板框压滤机，板框压滤机的脱离水出口与氢氧化钠反应槽连通。

所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应槽内均设置有机

械搅拌装置及pH值监测装置。

所述氢氧化钠反应槽前方设置有预沉及调节处理废水槽。

所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成，管式膜组件中设

置有循环泵。

所述浓缩槽中设置有液位控制器。

所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽均设置有自动

加药装置。

上述含氟废水处理系统所采用的工艺方法包括如下步骤：

1)将含氟废水导入氢氧化钠反应槽中，在氢氧化钠反应槽中添加

氢氧化钠，充分搅拌，进行pH值调节，最佳调节时间20分

钟，全程对混合液的pH值监控；

2)将经过氢氧化钠反应槽后的废水导入氯化钙反应槽中添加氯

化钙，充分搅拌，最佳调节时间20分钟，形成悬浮固体；钙

盐除氟原理如下式表示：

2F-+Ca2+-->CaF2(s)

这里“s”表示发生反应生成了不溶物，即悬浮固体。通过

向含氟废水中投加钙盐等化学药品，使钙离子与氟离子反应

生成CaF2沉淀，来实现除去使废水中的氟离子的目的。

3)将经过氯化钙反应槽后的含有悬浮固体的液体导入铝盐反应

槽中添加铝盐，充分搅拌，经过吸附及络合沉淀反应形成悬

浮固体；利用铝离子的来去除氟离子反应如下：

吸附反应：铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定

Al(OH)3(am)原体对氟离子产生氢键吸附，氟离子半径小，电负性强，

这一吸附方式很容易发生。

络合沉淀：F-能与Al3+形成从AlF2+、AlF2

+、AlF3到AlF6

3-等6种

络合物，通过络合沉降而去除F-。络合离子方程式如下：

F-+Al3+→AlF2+↓+AlF2

+↓+AlF3↓+AlF4

-↓+AlF5

2-↓+AlF6

3-↓

这里“↓”表示发生反应生成的絮状物，絮凝产生的絮状物通过

管式微滤膜达到有效的固液分离，出水经过后续工艺可回用或达标后

排放；

4)通过溢流的方式通入浓缩槽中，浓缩槽容水量应大于循环泵3

分钟的吸水量；

5)将浓缩槽内的水注入管式膜组件内进行固液分离；

6)管式膜组件的滤出水存放于后续工艺水槽中，将滤出水的pH

值调至中性后回用或排放；

7)流经管式膜组件的水将再次被通入管式膜组件中进行循环过

滤，此过程中产生的含有污泥的浓缩液将被排泄至污泥贮槽

内；

8)通过板框压滤机对污泥贮槽内的浓缩液进行污泥脱水处理，污

泥脱水处理后的脱离水将再次被注入最前端的氢氧化钠反应

槽中进行第二次处理；对脱水后的泥饼进行集中处理。

Claims (6)

1.一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：包括氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽、浓缩槽、管式膜组件、后续工艺水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述氢氧化钠反应槽与废水进水口连通，氢氧化钠反应槽之后依次设置有氯化钙反应槽和铝盐反应槽，所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应槽依次连通；所述铝盐反应槽的出水口与浓缩槽的入水口连通；浓缩槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与后续工艺水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框压滤机的脱离水出口与氢氧化钠反应槽连通。

2.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽和铝盐反应槽内均设置有机械搅拌装置及pH值监测装置。

3.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：所述氢氧化钠反应槽前方设置有预沉及调节处理废水槽。

4.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成，管式膜组件中设置有循环泵。

5.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：所述浓缩槽中设置有液位控制器。

6.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的含氟废水处理系统，其特征在于：所述氢氧化钠反应槽、氯化钙反应槽、铝盐反应槽均设置有自动加药装置。