CN209010211U - 一种含氟废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种含氟废水处理系统，包括：氯化钙投加装置、磷酸三钠投加装置、氢氧化钠投加装置、PAM投加装置、反应装置和压滤装置。通过管道的连接、阀门和水泵的自动控制，本实用新型实现了连续自动运行，解决了工业废水中氟化物含量超标的问题。

Description

一种含氟废水处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种含氟废水处理系统。

背景技术

随着氟在冶金、化工、玻璃、电子、半导体器件等行业的广泛使用，含氟废水的排放量不断增大，对其处理也已引起了人们的关注。下表是现行有效的各个标准的氟化物限值：

目前国内外除氟的方法有很多，主要包括：化学沉淀法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、电凝聚法、离子交换法、电渗析法和反渗透法等。反渗透、离子交换以及电渗析虽然对水中的氟有较高的去除率，但由于处理成本较高，目前应用较少。现在常用的方法为化学沉淀法和吸附法。吸附法以其运行管理要求低、技术实施简单而应用于饮用水处理，但由于存在吸附时间长、吸附饱和快、再生和更换吸附介质麻烦，吸附法的应用也不广泛。与此相比，应用石灰将水中氟离子进行沉淀的方法处理成本低，但CaF₂在水中能够微溶，溶度积常数为1.7×10^-10，即使pH值达到13，F^-也能达到10.6mg/L，勉强达到工业废水排放标准，但若对水质有更高的要求，则单纯的石灰沉淀法不能确保达标。

随着环保法规和环境监管的日益严格，采用效果好、成本低、操作简便的方法以及采用组合工艺将是含氟废水无害化的发展趋势。

发明内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是一种实用性强、去除率高的去除废水中氟化物的系统，并实现连续自动运行。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下方案实现：一种含氟废水处理系统，包括用于pH值调节的氢氧化钠投加器，用于除氟的药剂投加的氯化钙投加装置和磷酸三钠投加装置，用于氟磷酸钙沉淀生成的反应装置，用于提高固液分离效率的PAM投加装置、用于分离氟化物沉淀和废水的压滤装置。所述的氯化钙投加装置、磷酸三钠投加装置、氢氧化钠投加装置、PAM投加装置分别通过管道与反应装置的上端连接，反应装置的下端与压滤装置的右端连接。

优选地，所述的氯化钙投加装置包括玻璃钢材质的氯化钙溶解槽，在氯化钙溶解槽上方设有用于搅拌溶解氯化钙晶体的氯化钙投加装置减速机和用于氯化钙溶液定量投加的氯化钙加药泵，在氯化钙溶解槽内部设有氯化钙配药装置搅拌桨，氯化钙溶解槽通过管道与反应装置相连。

优选地，所述的磷酸三钠投加装置投加装置包括玻璃钢材质的磷酸三钠溶解槽，在磷酸三钠溶解槽上方设有用于搅拌溶解磷酸三钠晶体的磷酸三钠投加装置减速机和用于磷酸三钠溶液定量投加的磷酸三钠加药泵，在磷酸三钠溶解槽内部设有磷酸三钠配药装置搅拌桨，磷酸三钠溶解槽通过管道与反应装置相连。

优选地，所述的氢氧化钠投加装置投加装置包括玻璃钢材质的氢氧化钠储药槽，在氢氧化钠储药槽上方设有用于氢氧化钠溶液定量投加的氢氧化钠加药泵，氢氧化钠储药槽通过管道与反应装置相连。

优选地，所述的PAM投加装置投加装置包括玻璃钢材质的PAM溶解槽，在PAM溶解槽上方设有用于搅拌溶解PAM的PAM投加装置减速机和用于PAM定量投加的PAM加药泵，在PAM溶解槽内部设有PAM配药装置搅拌桨，PAM溶解槽通过管道与反应装置相连。

优选地，所述的反应装置为包括玻璃钢材质的反应槽，反应槽的上部为圆柱形结构，反应槽的下部为倒圆锥形结构，在反应槽的上方设有用于物料混合的反应装置减速机，内部设有反应装置搅拌桨，反应槽的上部有进料口，下部有出料口，氯化钙投加装置、磷酸三钠投加装置、氢氧化钠投加装置、PAM投加装置分别通过管道与反应装置上部的进料口连接，反应装置下部的出料口与压滤装置通过管道相连。

优选地，所述的压滤装置包括碳钢材质的压滤机，内设有为聚丙烯材质的滤板和尼龙材质的滤布，在压滤机上配套设置有高压泵和阀门。

本实用新型利用氟磷酸钙Ca₁₀(PO₄)₆F₂的难溶特性，其Ksp为1.44×10^-119，在水中几乎不溶，配合PAM的使用，提高了沉淀分离效率，达到深度除氟的目的。通过本实用新型的含氟废水处理系统，可以使氟化物含量降至1.0mg/L以下，确保达到地表Ⅴ类水的要求。

附图说明

图1 为本实用新型的设备原理图。

图2 为本实用新型的结构示意图。

其中：氯化钙投加装置1；氯化钙溶解槽1-1；氯化钙投加装置减速机1-2；氯化钙投加装置搅拌桨1-3；氯化钙投加装置加药泵1-4；磷酸三钠投加装置2；磷酸三钠溶解槽2-1；磷酸三钠投加装置减速机2-2；磷酸三钠投加装置搅拌桨2-3；磷酸三钠投加装置加药泵2-4；氢氧化钠投加装置3；氢氧化钠储药槽3-1；氢氧化钠投加装置加药泵3-2；PAM投加装置4；PAM溶解槽4-1；PAM投加装置减速机4-2；PAM投加装置搅拌桨4-3；PAM投加装置加药泵4-4；反应装置5；反应槽5-1；反应装置减速机5-2；反应装置搅拌桨5-3；压滤装置6。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1和图2所示，一种含氟废水处理系统，氯化钙投加装置1通过氯化钙加药泵1-4将氯化钙溶解槽1-1的氯化钙溶液向反应装置5定量投加，磷酸三钠投加器2通过磷酸三钠加药泵2-4将磷酸三钠溶解槽2-1的磷酸三钠溶液向反应装置5定量投加，氢氧化钠投加器通过氢氧化钠加药泵3-2氢氧化钠储药槽3-1的氢氧化钠溶液向反应装置5定量投加，PAM投加器通过PAM加药泵4-4PAM溶解槽4-1的PAM溶液向反应装置5定量投加，反应装置5通过蒸汽将反应温度提升，并通过反应装置减速机5-2驱动反应装置搅拌桨5-3将反应罐5-1内的物料进行搅拌反应；反应完成后的溶液则通过管道进入压滤装置6进行固液分离，脱水后的污泥委外处置，上层滤液进入下一工序。

所述的氯化钙投加装置1包括玻璃钢材质的氯化钙溶解槽1-1，在氯化钙溶解槽上方设有用于搅拌氯化钙晶体的氧化钙投加装置减速机1-2和用于氯化钙溶液定量投加的氯化钙加药泵1-4，在氯化钙溶解槽内部设有氯化钙投加装置搅拌桨1-3，氯化钙溶解槽通过管道与反应装置5相连。所述的氯化钙投加装置使用的搅拌设备为减速机和搅拌桨，使用的加药泵为气动隔膜泵。配制的氯化钙溶液浓度为30%～50%。

所述的磷酸三钠投加装置2包括玻璃钢材质的磷酸三钠溶解槽2-1，磷酸三钠溶解槽上方设有搅拌磷酸三钠晶体的磷酸三钠投加装置减速机2-2和用于磷酸三钠溶液定量投加的磷酸三钠加药泵2-4，在磷酸三钠溶解槽内部设有磷酸三钠投加装置搅拌桨2-3，磷酸三钠溶解槽通过管道与反应装置5相连。所述的磷酸三钠投加装置使用的搅拌设备为减速机和搅拌桨，使用的加药泵为气动隔膜泵。配制的磷酸三钠溶液浓度为10%。

所述的氢氧化钠投加装置3包括玻璃钢材质的氢氧化钠储药槽3-1，氢氧化钠储药槽的上方设有用于氢氧化钠溶液定量投加的氢氧化钠加药泵3-2，氢氧化钠储药槽通过管道与反应装置5相连。所述的氢氧化钠投加装置使用的加药泵为气动隔膜泵。所述的氢氧化钠投加装置使用的加药泵为气动隔膜泵。使用的氢氧化钠溶液浓度为20%。

所述的PAM投加装置4包括玻璃钢材质的PAM溶解槽4-1，在PAM溶解槽上方设有用于搅拌溶解PAM的PAM投加装置减速机（4-2）和用于PAM定量投加的PAM加药泵（4-4），在PAM溶解槽内部设有PAM配药装置搅拌桨（4-3），PAM溶解槽通过管道与反应装置（5）相连。所述的PAM投加装置使用的搅拌设备为减速机和搅拌桨，使用的加药泵为气动隔膜泵。配制的PAM溶液浓度为1‰～2‰。

所述的反应装置（5）包括玻璃钢材质的反应槽（5-1），反应槽的上部为圆柱形结构，反应槽的下部为倒圆锥形结构，在反应槽的上方设有用于物料混合的反应装置减速机（5-2），内部设有反应装置搅拌桨（5-3），反应槽的上部有进料口一和进料口二，下部有出料口一，氯化钙投加装置（1）、磷酸三钠投加装置（2）、氢氧化钠投加装置（3）、PAM投加装置（4）分别通过管道与反应装置（5）上部的进料口一，进料口二连接， 反应装置（5）下部的出料口一与压滤装置（6）通过管道相连。所述的反应装置使用的搅拌设备为减速机和搅拌桨，使用的传感器包括电动势传感器、液位传感器和pH值传感器。

所述的压滤装置（6）包括碳钢材质的压滤机，内设有为聚丙烯材质的滤板和尼龙材质的滤布，在压滤机上配套设置有高压泵和阀门，压滤机通过管道与反应装置（5）相连。所述的压滤装置为板框压滤机。

工作时，在反应装置中注入待除氟的废水，至液位75%左右，用中压蒸汽将反应装置内液体温度维持在40～60℃，开启反应装置减速机，搅拌转速133转/分钟，在氢氧化钠投加装置中加20%的氢氧化钠溶液，同时在磷酸三钠投加装置中投加定量的磷酸三钠固体，配置10%浓度的磷酸三钠溶液，并搅拌均匀，在氯化钙投加装置中加入定量氯化钙固体，配置30%-50%浓度的氯化钙溶液，搅拌均匀，在向反应装置中加入磷酸三钠溶液前半小时加入氯化钙溶液,按照氟含量的7-7.5倍（摩尔比）投加30%-50%浓度的氯化钙溶液，在向反应装置中注入氯化钙溶液后，向反应装置中注入溶液氢氧化钠溶液，搅拌器驱动搅拌桨对反应装置的废水进行搅拌，使得废水中的pH调至10～11.5，然后按氟含量的3倍（摩尔比）注入磷酸三钠溶液，搅拌30-45min后可反应完全，Ca²⁺、PO₄ ^3-和F^-可生成难溶盐氟磷酸钙Ca₁₀(PO₄)₆F₂，在PAM投加装置配制1‰～2‰浓度的PAM，按1‰的比例通过管道投加入反应装置中，搅拌5min后静置沉淀，反应后的废水和沉淀物通过管道进入到压滤装置中进行固液分离，通过高压泵，压滤出来的除氟废水进入到下一工序，含氟难溶盐沉淀则作为危废委外处置。

氯化钙投加装置减速机1-2，氯化钙投加装置搅拌桨1-3，氯化钙投加装置加药泵1-4，磷酸三钠投加装置减速机2-2，磷酸三钠投加装置搅拌桨2-3，磷酸三钠投加装置加药泵2-4，氢氧化钠投加装置加药泵3-2，PAM投加装置减速机4-2，PAM投加装置搅拌桨4-3，PAM投加装置加药泵4-4，反应装置减速机5-2，反应装置搅拌桨5-3，压滤装置6可以采用现有的、市场上销售的均可实现。

与传统的氟化钙沉淀法相比，本实用新型去除率更高，适用范围更广。通过本实用新型的去除废水中氟化物系统，可以使氟化物含量低于1.0mg/L，确保氟化物含量达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准。

上述实施例仅为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种含氟废水处理系统，其特征在于：包括氯化钙投加装置（1）、磷酸三钠投加装置（2）、氢氧化钠投加装置（3）、PAM投加装置（4）、反应装置（5）和压滤装置（6）和管道，所述的氯化钙投加装置（1）、磷酸三钠投加装置（2）、氢氧化钠投加装置（3）、PAM投加装置（4）分别通过管道与反应装置（5）的上端连接，反应装置（5）的下端与压滤装置（6）的右端连接。

2.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的氯化钙投加装置（1）包括玻璃钢材质的氯化钙溶解槽（1-1），在氯化钙溶解槽上方设有用于搅拌溶解氯化钙晶体的氯化钙投加装置减速机（1-2）和用于氯化钙溶液定量投加的氯化钙加药泵（1-4），在氯化钙溶解槽内部设有氯化钙配药装置搅拌桨（1-3），氯化钙溶解槽通过管道与反应装置（5）相连。

3.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的磷酸三钠投加装置投加装置（2）包括玻璃钢材质的磷酸三钠溶解槽（2-1），在磷酸三钠溶解槽上方设有用于搅拌溶解磷酸三钠晶体的磷酸三钠投加装置减速机（2-2）和用于磷酸三钠溶液定量投加的磷酸三钠加药泵（2-4），在磷酸三钠溶解槽内部设有磷酸三钠配药装置搅拌桨（2-3），磷酸三钠溶解槽通过管道与反应装置（5）相连。

4.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的氢氧化钠投加装置投加装置（3）包括玻璃钢材质的氢氧化钠储药槽（3-1），在氢氧化钠储药槽上方设有用于氢氧化钠溶液定量投加的氢氧化钠加药泵（3-2），氢氧化钠储药槽通过管道与反应装置（5）相连。

5.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的PAM投加装置投加装置（4）包括玻璃钢材质的PAM溶解槽（4-1），在PAM溶解槽上方设有用于搅拌溶解PAM的PAM投加装置减速机（4-2）和用于PAM定量投加的PAM加药泵（4-4），在PAM溶解槽内部设有PAM配药装置搅拌桨（4-3），PAM溶解槽通过管道与反应装置（5）相连。

6.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的反应装置（5）为包括玻璃钢材质的反应槽（5-1），反应槽的上部为圆柱形结构，反应槽的下部为倒圆锥形结构，在反应槽的上方设有用于物料混合的反应装置减速机（5-2），内部设有反应装置搅拌桨（5-3），反应槽的上部有进料口，下部有出料口，氯化钙投加装置（1）、磷酸三钠投加装置（2）、氢氧化钠投加装置（3）、PAM投加装置（4）分别通过管道与反应装置（5）上部的进料口连接，反应装置（5）下部的出料口与压滤装置（6）通过管道相连。

7.根据权利要求1所述的含氟废水处理系统，其特征在于，所述的压滤装置（6）包括碳钢材质的压滤机，内设有为聚丙烯材质的滤板和尼龙材质的滤布，在压滤机上配套设置有高压泵和阀门。