CN205773765U - 一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，包括反应池Ⅰ、反应池Ⅱ和沉淀池，反应池Ⅰ包括第一级反应区和第二级反应区，反应池Ⅱ包括第三级反应区和絮凝区，第一级反应区、第二级反应区、第三级反应区、絮凝区和沉淀池依次连通，反应池Ⅰ相应于第一级反应区的位置设置有进水通道，沉淀池侧壁上设置有出水通道，第一级反应区、第二级反应区和第三级反应区分别与加料口Ⅰ、加料口Ⅱ和加料口Ⅲ相连通，所述絮凝区与加料口Ⅳ相连通，第一级反应区、第二反应区、第三反应区和絮凝区内均设置有至少一个水流方向控制装置。本实用新型系统可使废水混合更加均匀，废水中的氟离子能充分与沉淀剂发生反应，进而混凝效果显著，具有优异的除氟效果。

Description

一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统。

背景技术

随着工业化的推进，很多行业生产中含有大量氟离子，从而其产生的工业废水中也含有了氟元素，有些电子元件生产行业排放出的废水中含有的氟化物严重超标，最后这些超标的氟化物废水流入自然界水体中，造成严重的水环境污染，同时也给人们的生活带来一定的不安全因素。

目前国内外含氟废水的处理方法主要有：混凝沉淀法、离子交换法、吸附法、电渗析、反渗透、膜分离法等。其中，混凝沉淀法是最有效、最简单的方法，具有运行成本低，去除效率高、可以处理高浓度含氟废水等优点。但现有的混凝沉淀法由于对除氟絮凝沉淀反应的一系列影响因素和水力条件没有足够的了解或没有给予足够的重视，盲目的将一些水处理方法简单叠加或套用于含氟废水处理，现有技术中含氟废水处理反应器没有很好地将废水混合液充分混凝，也没有在充分混凝的过程中有效地避免絮凝颗粒由于水力冲击而造成的颗粒破损问题，通常只考虑废水与混凝剂的混合液直接进入反应池进行絮凝反应，结果导致絮凝时间过少或者颗粒破损，从而影响后续对含氟的悬浮沉淀胶体颗粒的去除效率，使现有技术混凝沉淀法处理后出水中氟离子最终浓度只能达到20mg/L~30mg/L，且除氟效果不稳定，沉淀效果差，导致大量的细小含氟胶体悬浮于水中，因而存在一定的不足。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术中含氟废水处理反应器无法将含氟废水充分混凝，且在混凝过程中无法有效避免絮凝颗粒由于水力冲击而造成的颗粒破碎问题，致使处理后的出水中含有大量细小氟胶体，出水中氟离子含量仍然较高的技术问题，而提供一种能够使含氟废水充分混凝、在混凝过程中絮凝颗粒不会破碎、处理出水中氟离子含量少的含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，包括反应池1、反应池2和沉淀池，所述反应池1包括第一级反应区和第二级反应区，所述反应池2包括第三级反应区和絮凝区，所述第一级反应区、第二级反应区、第三级反应区、絮凝区和沉淀池依次连通，所述反应池1相应于所述第一级反应区的位置设置有进水通道，所述沉淀池侧壁上设置有出水通道，所述第一级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅰ相连通，所述第二级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅱ相连通，所述第三级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅲ相连通，所述絮凝区与用于添加pH调节剂、沉淀剂和絮凝剂的加料口Ⅳ相连通，所述第一级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第二级反应区的水流方向控制结构Ⅰ，所述第二级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第三级反应区的水流方向控制结构Ⅱ，所述第三级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向絮凝区的水流方向控制结构Ⅲ，所述絮凝区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向沉淀池的水流方向控制结构Ⅳ。

采用这样的反应系统，在处理含氟废水时，首先将废水引入第一级反应区，通过加料口Ⅰ向废水中加入pH调节剂和沉淀剂，设置在第一级反应区内的水流方向控制结构Ⅰ使废水从第一级反应区向第二级反应区流动，将水流方向控制结构Ⅰ的推动力大小设置在较高水平，使废水在第一区反应池能够充分混匀，并且发生初步絮凝反应，第一级反应区处理后的水流入第二级反应区中，由于絮凝反应会降低水体的碱度并使水体中的沉淀剂含量下降，为了保证絮凝沉淀反应完全，通过加料口Ⅱ向废水中继续加入pH调节剂和沉淀剂，使废水的pH在适合于氟离子絮凝沉淀的范围内，并添加足够于水体中氟离子含量絮凝沉淀的沉淀剂，设置在第二级反应区内的水流方向控制结构Ⅱ使废水从第二级反应区向相连通的第三级反应区流动，设置水流方向控制结构Ⅱ的推动力大小小于水流方向控制结构Ⅰ，使废水在第二级反应区内水力停留时间延长，充分发生絮凝沉淀反应，第二级处理后的废水流入第三级反应区中，通过加料口Ⅲ调节废水pH在适合范围，并继续补加沉淀剂，设置在第三级反应区的水流方向控制装置Ⅲ使废水从第三级反应区向絮凝区流动，将水流方向控制结构Ⅲ的推动力大小设置小于水流方向控制结构Ⅱ的大小，一方面使废水在第三级反应池中的水利停留时间延长，进一步保证废水中氟离子的絮凝时间充足，能够尽可能多的形成絮凝物沉淀，另一方面由于前两级反应已经生成了部分絮凝物，设置废水在第三级反应区的推动力小，可以避免已经形成的絮凝沉淀颗粒破碎，更有利于后续沉淀除去絮凝物；经过第三级反应的废水流入絮凝区，通过加料口Ⅳ添加pH调节剂、沉淀剂和絮凝剂，加入的絮凝剂能够更进一步辅助氟离子絮凝沉淀，设置在絮凝池的水流方向控制结构Ⅳ使废水从絮凝池向沉淀池流动，进一步降低水流方向控制结构Ⅳ的推动力，使废水中的氟离子在絮凝剂和沉淀剂的作用下絮凝的更加彻底，且更加避免了水体在流动过程中产生的扰流使已经形成的絮凝颗粒破碎，经过絮凝后的水通入沉淀池中，在沉淀池中将絮凝颗粒沉淀去除，从出口处排出沉淀后的清液，完成除氟絮凝沉淀反应。

进一步，所述反应池1和反应池2的第三级反应区为往复式隔板反应池结构，所述反应池2的絮凝区为折板式反应池结构。采用这样的往复式隔板反应池，可以使废水的混合更加均匀，使水体中的氟离子与沉淀剂能够更加充分反应生成絮凝物，使混凝效果更好；絮凝区采用折板反应池结构，增加了扰流单元，达到絮凝所需要的紊流状态，可以有效对含氟废水进行充分混合，提高了氟离子的去除效果。

进一步，所述反应池1、反应池2和沉淀池从外到内依次同心设置。采用这样的同心套设布置，可以更加节约反应系统的占地面积，使连接各池体之间的管路用量更少，各反应池体之间的连通更加紧密，且采用这样的同心设置方式，可以使待处理废水的推流更加方便，推流过程中收到的阻碍更少。

进一步，所述沉淀池的底部为倒锥形池底结构，所述倒锥形池底上设置有储泥斗。这样，可以使沉淀的絮凝物更加容易聚集在池底部的储泥斗中，加快沉淀速度，且使储泥斗中的沉淀物不会随水流混入上清液中对上清液造成污染，使得上清液与沉淀物的分离更加彻底，出水中不含有细小的絮凝物颗粒。

再进一步，所述沉淀池中还竖直设置有一个刮泥机。这样，可以方便沉淀池沉淀的絮凝物进行清理，使沉淀池可处理水体量不会随着沉淀的增加而减少，提高处理效果。

更进一步，所述沉淀池中还设置有若干斜板填料，所述斜板填料设置在所述出水通道下方。设置的斜板，加速了絮凝反应后水中絮凝物的沉淀，加快了沉淀速度，使处理效果提高。

作为优化，所述斜板填料设置在所述出水通道下方0.2~0.8 m处，所述斜板填料的高度为0.2~0.8倍沉淀池有效水深，所述斜板填料与所述沉淀池铅垂线的角度为5~60°。将斜板填料设置在出水口下方，可以有效避免沉淀的絮凝物污染出水，设置这样的斜板高度和斜度，可以尽可能快地加速絮凝物沉淀，加速效果更好。

作为优化，所述出水通道为绕所述沉淀池内部侧壁设置的用于收集和排出清水的出水槽，所述出水槽的槽口朝上。将出水口设置为这样的出水槽，可以加快出水的排出，出水效率更高。

作为又一优化，所述沉淀池内还设置有出水堰板，所述出水堰板与所述出水槽槽口相连通。设置的堰板可以使沉淀后的清液更加均匀地溢出到出水槽中，使出水更加均匀。

作为又一优化，所述水流方向控制装置Ⅰ、水流方向控制装置Ⅱ、水流方向控制装置Ⅲ和水流方向控制装置Ⅳ均为潜水搅拌机。选用潜水搅拌机，更加适用于经过沉淀反应后生成絮凝物的水体推动，推动废水流动混合的效果更好，使水体中氟离子与沉淀剂的反应更加充分。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型系统中设置了三级反应池，将三级反应池内均设置有水流方向控制装置，并且三级反应池均采用往复隔板反应池结构，可以使废水在反应池中由隔板间往复推动力和水流方向控制装置产生的推动力相互作用下混合更加均匀，使废水中的氟离子能够更加充分地与沉淀剂发生反应。

2、考虑到沉淀絮凝反应过程中会使水体的碱度下降且消耗加入的沉淀剂量，本实用新型在各级反应池中均设置有投加沉淀剂和调节pH的加料口，进一步使得含氟废水在各级反应池中都能够获得最佳的絮凝沉淀反应条件，使絮凝效率和絮凝时间都能得到满足，保证出水中氟离子尽量少。

3、采用本实用新型反应系统对含氟废水进行处理，可以使废水的混合更加均匀，废水中氟离子与沉淀剂的接触更加充分，除氟效果更加好，本实用新型反应系统的运行条件易于进行控制，方便操作。

附图说明

图1为含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统平面示意图；

图2为含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统A-A剖面图；

图3为含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统B-B剖面图；

图4为含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统C-C剖面图；

图5为含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统D-D-剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步详细说明。本实施案例在以本实用新型技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本实用新型具有创造性，但本实用新型的保护范围不限于以下的实施例。

具体实施时，参见图1~5，含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，由外到内依次同心设置有反应池Ⅰ1、反应池Ⅱ2和沉淀池3，所述反应池Ⅰ1包括第一级反应区和第二级反应区，所述反应池Ⅱ2包括第三级反应区和絮凝区，所述第一级反应区、第二级反应区、第三级反应区、絮凝区和沉淀池依次连通，所述反应池Ⅰ1相应于第一级反应区的位置设置有进水通道4，所述沉淀池3侧壁上设置有出水通道5，所述第一级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅰ相连通，所述第二级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅱ相连通，所述第三级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅲ相连通，所述絮凝区与用于添加pH调节剂、沉淀剂和絮凝剂的加料口Ⅳ相连通，所述第一级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第二级反应区的水流方向控制结构Ⅰ，所述第二级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第三级反应区的水流方向控制结构Ⅱ，所述第三级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向絮凝区的水流方向控制结构Ⅲ，所述絮凝区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向沉淀池的水流方向控制结构Ⅳ。

所述反应池Ⅰ1和反应池Ⅱ2的第三级反应区可以设置为往复式隔板反应池结构12，所述反应池Ⅱ2的絮凝区可以为折板式反应池结构13。采用这样的往复式隔板反应池，可以使废水的混合更加均匀，使水体中的氟离子与沉淀剂能够更加充分反应生成絮凝物，使混凝效果更好；絮凝区采用折板反应池结构，增加了扰流单元，达到絮凝所需要的紊流状态，可以有效对含氟废水进行充分混合，提高了氟离子的去除效果。

所述反应池Ⅰ1、反应池Ⅱ2和沉淀池3从外到内依次同心设置。采用这样的同心套设布置，可以更加节约反应系统的占地面积，使连接各池体之间的管路用量更少，各反应池体之间的连通更加紧密，且采用这样的同心设置方式，可以使待处理废水的推流更加方便，推流过程中收到的阻碍更少。

所述沉淀池3的底部可以为倒锥形池底结构6，所述倒锥形池底上设置有储泥斗7。这样，可以使沉淀的絮凝物更加容易聚集在池底部的储泥斗中，加快沉淀速度，且使储泥斗中的沉淀物不会随水流混入上清液中对上清液造成污染，使得上清液与沉淀物的分离更加彻底，出水中不含有细小的絮凝物颗粒。

所述沉淀池3中可以竖直设置有一个刮泥机8。这样，可以方便沉淀池沉淀的絮凝物进行清理，使沉淀池可处理水体量不会随着沉淀的增加而减少，提高处理效果。

所述沉淀池3中还设置有若干斜板填料9，所述斜板填料9设置在所述出水通道5下方。设置的斜板，加速了絮凝反应后水中絮凝物的沉淀，加快了沉淀速度，使处理效果提高。

所述斜板填料9设置在所述出水口5下方0.2~0.8 m处，所述斜板填料9的高度为0.2~0.8倍沉淀池3有效水深，所述斜板填料9与所述沉淀池3铅垂线的角度为5~60°。将斜板填料设置在出水口下方，可以有效避免沉淀的絮凝物污染出水，设置这样的斜板高度和斜度，可以尽可能快地加速絮凝物沉淀，加速效果更好。

所述出水通道5可以为绕所述沉淀池3顶部内部侧壁设置的用于收集和排出清水的出水槽，所述出水槽的槽口朝上。将出水口设置为这样的出水槽，可以加快出水的排出，出水效率更高。

所述沉淀池3内还可以设置有出水堰板10，所述出水堰板10与所述出水槽槽口相连通。设置的堰板可以使沉淀后的清液更加均匀地溢出到出水槽中，使出水更加均匀。

所述水流方向控制结构Ⅰ、水流方向控制结构Ⅱ、水流方向控制结构Ⅲ和水流方向控制结构Ⅳ均为潜水搅拌机11。选用潜水搅拌机，更加适用于经过沉淀反应后生成絮凝物的水体推动，推动废水流动混合的效果更好，使水体中氟离子与沉淀剂的反应更加充分。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，包括反应池Ⅰ、反应池Ⅱ和沉淀池，其特征在于，所述反应池Ⅰ包括第一级反应区和第二级反应区，所述反应池Ⅱ包括第三级反应区和絮凝区，所述第一级反应区、第二级反应区、第三级反应区、絮凝区和沉淀池依次连通，所述反应池Ⅰ相应于所述第一级反应区的位置设置有进水通道，所述沉淀池侧壁上设置有出水通道，所述第一级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅰ相连通，所述第二级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅱ相连通，所述第三级反应区与用于添加pH调节剂和沉淀剂的加料口Ⅲ相连通，所述絮凝区与用于添加pH调节剂、沉淀剂和絮凝剂的加料口Ⅳ相连通，所述第一级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第二级反应区的水流方向控制结构Ⅰ，所述第二级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向第三级反应区的水流方向控制结构Ⅱ，所述第三级反应区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向絮凝区的水流方向控制结构Ⅲ，所述絮凝区内设置有至少一个用于推动其内的水体流向沉淀池的水流方向控制结构Ⅳ。

2.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述反应池Ⅰ和反应池Ⅱ的第三级反应区为往复式隔板反应池结构，所述反应池Ⅱ的絮凝区为折板式反应池结构。

3.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述反应池Ⅰ、反应池Ⅱ和沉淀池从外到内依次同心设置。

4.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述沉淀池的底部为倒锥形池底结构，所述倒锥形池底上设置有储泥斗。

5.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述沉淀池中还竖直设置有一个刮泥机。

6.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述沉淀池中还设置有若干斜板填料，所述斜板填料设置在所述出水通道下方。

7.根据权利要求6所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述斜板填料设置在所述出水通道下方0.2~0.8 m处，所述斜板填料的高度为0.2~0.8倍沉淀池有效水深，所述斜板填料与所述沉淀池铅垂线的角度为5~60°。

8.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述出水通道为绕所述沉淀池内部侧壁设置的用于收集和排出清水的出水槽，所述出水槽的槽口朝上。

9.根据权利要求8所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述沉淀池内还设置有出水堰板，所述出水堰板与所述出水槽槽口相连通。

10.根据权利要求1所述含氟废水的除氟絮凝沉淀反应系统，其特征在于，所述水流方向控制结构Ⅰ、水流方向控制结构Ⅱ、水流方向控制结构Ⅲ和水流方向控制结构Ⅳ均为潜水搅拌机。