CN211546188U - 一种含氟废水深度处理的一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含氟废水深度处理的一体化装置，属于水处理领域。所述装置通过超滤单元、树脂除氟单元、反应单元、分离单元和软化单元联合处理、相互作用实现了含氟废水的深度处理，提高了除氟处理效果，并且处置回用树脂脱附液中高浓碱液，有效减少了树脂除氟过程中碱的用量，大大降低了处理成本。

Description

一种含氟废水深度处理的一体化装置

技术领域

本实用新型属于水处理领域，更具体地说，涉及一种含氟废水深度处理的一体化装置。

背景技术

氟污染防治是水环境治理的重要内容之一，随着污水排放标准的提高，要求排放的工业废水中氟离子浓度必须小于10mg/L，而饮用水中氟离子浓度需控制在1mgL以下。长期饮用氟浓度超标的饮用水会引起氟中毒，影响个人身体健康。

目前对于氟的去除主要采用药剂沉淀法、活性氧化铝吸附法、电渗析、离子交换法、树脂吸附法等。如申请号201410475085.9，申请日为2014年9月17日的发明专利申请，公开了一种地下水除氟及再生系统和使用方法，所述系统包括由其内设置有潜水泵的原水池、一个或多个并联设置的除氟过滤器、pH调节装置、再生装置、清水箱和供水装置。

又如，申请号201510262392.3，申请日为2015年5月21日的发明专利申请，公开了一种含氟废水的除氟方法及其除氟装置，在除氟过程中，使用一种具有吸附氟离子特性的螯合树脂，所述螯合树脂的表面包裹着一种氨基膦酸化合物，可分离出含氟废水中的氟离子。

但对于除氟设备，现有技术中都缺少针对树脂吸附除氟后再生产生的脱附液处置装置，对于除氟树脂脱附液缺少处置及回用装置。除氟树脂通常使用碱液再生，产生的脱附液中含有高浓度的氟和碱，难以达到排放要求，处置较难。

实用新型内容

1.要解决的问题

针对现有技术中除氟处理效果不高等问题，本实用新型提供了一种含氟废水深度处理的一体化装置，所述装置包括超滤单元、树脂除氟单元、反应单元、分离单元和软化单元，通过合理设计各单元的结构并将各单元有机联合，能够实现含氟废水的深度处理和达标排放，并且能够处置回收树脂脱附液中高浓碱液，实现资源回用。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，包括超滤单元、树脂除氟单元、反应单元、分离单元和软化单元，

所述超滤单元下方设置有进水口，超滤单元上方设置有超滤出水口，超滤出水口通过超滤出水管与树脂除氟单元相连；

所述树脂除氟单元顶部设置有第一加药口，树脂除氟单元内设置有除氟树脂层，并且树脂除氟单元底部设置有吸附出水口和脱附液出口，吸附出水口外设置有吸附出水管，并且吸附出水管上设置有吸附出水阀门，脱附液出口通过管道与反应单元的脱附液入口相连；

所述反应单元顶部设置有第二加药口，反应单元内设置有自上而向下延伸的第一隔板和自下而向上延伸的第二隔板，且第一隔板设置于靠近反应单元脱附液入口的一侧，第二隔板设置于靠近反应单元的反应出水口的一侧，且反应出水口设置于远离脱附液入口一侧的下部，反应出水口通过反应出水管与分离单元的进水口相连；

所述分离单元内设置有自上而下延伸的挡流板，挡流板将分离单元内分隔为两侧，相对于设置有分离单元进水口的另一侧的上部设置有上清液出水口，上清液出水口通过上清液出水管与软化单元相连；

所述软化单元内设置有吸附层，并且所述软化单元下方设置有出水口。

优选地，所述第一隔板的高度大于第二隔板的高度；第一隔板的高度为反应单元高度的60％-90％，第二隔板的高度为反应单元高度的50％-70％。

优选地，所述反应单元内设置有搅拌器，且搅拌器位于第一隔板与第二隔板之间，搅拌器距离第一隔板的长度与距离第二隔板的长度相等。

优选地，所述分离单元与反应单元的体积比为1.5-3。

优选地，所述分离单元底部设置有排泥口；和/或

所述挡流板的高度为分离单元高度的2/3。

优选地，所述软化单元的高径比为3-5。

优选地，所述软化单元内还设置有过滤层，所述过滤层位于吸附层上方。

优选地，所述软化单元还包括第三加药口，所述第三加药口设置于软化单元顶部，所述第一加药口、第二加药口和第三加药口通过管道与自动化加药控制装置连接。

优选地，所述软化单元还包括反冲洗出口，所述反冲洗出口设置于软化单元上方。

优选地，所述过滤层包括两个多孔滤板和滤料层，所述滤料层位于所述两个多孔滤板之间。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，通过添加除氟树脂吸附去除水中氟离子，吸附出水中氟离子浓度低于1mg/L，同时对树脂脱附处理后产生的高含氟高含碱脱附液通过反应单元、分离单元、软化单元联合处理，实现含氟废水的深度处理，提供除氟处理效果，并实现树脂脱附液中碱液回收利用，回收后的碱液可作为树脂脱附剂，大大降低了运行过程中的药剂成本，避免了高浓脱附液的排放，减少环境污染；

(2)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，包括超滤单元，对除氟树脂单元进水进行有效预处理。除氟树脂去除水中氟离子存在吸附和交换两种机理共同作用，水中有机酸会对树脂除氟的效率影响较大，特别是生化处理后出水中大量的生物腐殖酸，会破坏树脂的吸附位点。增加超滤单元去除水中可见的悬浮物、细菌、胶体和生物大分子，防止树脂吸附时堵塞，有利于树脂吸附除氟；

(3)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，包括反应单元，通过直接添加氢氧化钙或者氧化钙去除树脂脱附液中的高浓氟离子，出水中氟离子浓度降至较低水平，同时保持出水中碱浓度不降低，甚至上升，提高碱回用率；

(4)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，反应单元内设置有自上而向下延伸的第一隔板和自下而向上延伸的第二隔板，第一隔板和第二隔板将反应单元分隔成三个区域，且合理设计第一隔板和第二隔板的高度，可有效增加反应单元中水流路径，提高水力停留时间，增加反应效率，同时可减小反应单元的体积，节约处理成本；

(5)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，包括软化单元，使得回收的碱液通过阳离子树脂除钙，软化出水中钙离子可降至3mg/L以下，以减少后续回用过程中钙离子对除氟树脂吸附效果的影响，避免了钙离子富集过多，堵塞树脂的危险，同时，阳离子树脂交换容量大，吸附周期长，运行成本低；

(6)本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，在软化单元设置了滤层，使得阳离子树脂的吸附进水中悬浮物大大降低，避免了反应污泥等悬浮物对阳离子树脂的堵塞，影响软化效果；并且还在软化单元内设置了反冲洗系统，有效降低了长期运行过程中，滤层堵塞和树脂床层中进入悬浮物的风险，提高设备使用效果，延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置的结构示意图；

图中：

100、超滤单元；110、进水口；101、进水泵；

111、超滤出水口；120、膜出水阀门；121、超滤出水管；

200、树脂除氟单元；210、微孔隔板；220、除氟树脂层；230、第一加药口；

240、吸附出水口；241、吸附出水阀门；244、吸附出水管；

250、脱附液出口；251、脱附液出水泵；300、反应单元；

310、搅拌器；311、第一隔板；312、第二隔板；

330、第二加药口；320、反应出水口；321、反应出水口阀门；

400、分离单元；410、挡流板；420、排泥口；

430、排泥阀；440、上清液出水口；441、上清液出水泵；

500、软化单元；510、第三加药口；520、过滤层；521、多孔滤板；

522、滤料层；530、吸附层；540、出水口；541、软化出水阀门；

550、反冲洗出口；551、反冲洗出水阀门；600、自动化加药控制装置。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置，包括超滤单元100、树脂除氟单元200、反应单元300、分离单元400和软化单元500，

所述超滤单元100下方设置有进水口110，所述进水口110通过管道与进水泵101相连，用于将含氟废水泵入超滤单元100中进行预处理，有效去除水中可见的悬浮物、细菌、胶体和生物大分子，防止后续树脂吸附处理时堵塞树脂，有利于树脂吸附除氟；

所述超滤单元100上方设置有超滤出水口111，超滤处理后的含氟废水经由超滤出水口111通过超滤出水管121与树脂除氟单元200相连，所述超滤出水管121可以是膜出水管道，并且超滤出水管121上设置有膜出水阀门120，用以控制超滤处理后的含氟废水进入树脂除氟单元200。

所述树脂除氟单元200内设置有除氟树脂层220和两个微孔隔板210，除氟树脂层220位于两个微孔隔板210之间，通过所述除氟树脂层220可对含氟废水进行树脂吸附除氟处理，需要说明的是，树脂除氟单元的高径比设置为3-5，微孔隔板孔径为10-100微米，以使得树脂吸附充分，提高吸附除氟效率；

并且树脂除氟单元200顶部设置有第一加药口230，当需要时，通过第一加药口230向树脂除氟单元200投加药剂，例如4-6％碱液，对除氟树脂层220内填充的除氟树脂进行脱附处理；树脂除氟单元200底部设置有吸附出水口240和脱附液出口250，吸附出水口240外设置有吸附出水管244，并且吸附出水管244上设置有吸附出水阀门241；脱附液出口250通过管道与反应单元300的脱附液入口相连，并且在所述管道上设置有脱附液出水泵251。

当经过树脂除氟处理达标后的含氟废水需要排放时，开启吸附出水阀门241，排放达标的含氟废水经由吸附出水口240从吸附出水管244排出，吸附出水中氟离子浓度低于1mg/L；当需要对除氟树脂进行脱附再生处理时，关闭进水泵101和吸附出水阀门241，开启脱附液出水泵251，对除氟树脂进行脱附，脱附液经由脱附液出口250通过管道由反应单元300的脱附液入口进入反应单元300中。

本实用新型的反应单元300顶部设置有第二加药口330，用于向反应单元300投加药剂，例如投加一定量氢氧化钙或氧化钙进行沉淀去除脱附液中的氟离子；反应单元300还内设置有自上而向下延伸的第一隔板311、自下而向上延伸的第二隔板312以及搅拌器310，向下延伸的第一隔板311即第一隔板311的顶端与反应单元300顶部连接设置，第一隔板311的底端与反应单元300底部之间设置有空隙；自下而向上延伸的第二隔板312即第二隔板312的底端与反应单元300底部连接设置，第二隔板312的顶端与反应单元300顶部之间设置有空隙；第一隔板311设置于靠近反应单元300脱附液入口的一侧，第二隔板312设置于靠近反应单元300反应出水口320的一侧，且反应出水口320设置于反应单元300远离反应单元300脱附液入口一侧的下部，搅拌器310位于第一隔板311与第二隔板312之间，且搅拌器310距离第一隔板311的长度与距离第二隔板312的长度相等，以便充分搅拌沉淀氟离子；

需要说明的是，第一隔板311和第二隔板312将反应单元300分隔成三个区域，且第一隔板的高度大于第二隔板312的高度；第一隔板311的高度为反应单元300高度的60％-90％，第二隔板312的高度为反应单元300高度的50％-70％，这样设置有效地增加了反应单元300中水流路径，提高水力停留时间，使得脱附液中的氟离子能够在反应单元300内充分反应沉淀，提高沉淀除氟效率。

反应单元300远离反应单元300脱附液入口一侧下部设置有反应出水口320，反应出水口320通过反应出水管与分离单元400的进水口相连，并且在反应出水管上设置有反应出水口阀门321，通过控制反应出水口阀门321来控制脱附液进入分离单元400中；

本实用新型的分离单元400内设置有自上而下延伸的挡流板410，挡流板410与分离单元400底部之间设置有空隙，挡流板410将分离单元400内分隔为两侧，相对于设置有分离单元400进水口的另一侧的上部设置有上清液出水口440，通过该设置，待处理水体由分离单元400进水口进入分离单元400内，挡流板(410)对污泥进行阻挡，以使得反应后脱附液中产生的污泥能够充分沉淀至底部，从而有效阻挡液体中污泥溢流进入后续处理工艺，影响后续处理工艺的运行和处理效果，而后不含有污泥的水体从挡流板410与分离单元400底部之间的空隙到达分离单元400内相对于设置有分离单元400进水口的另一侧，通过清液出水口440进行出水。挡流板410的高度为分离单元400高度的2/3，此外，设置分离单元400与反应单元300的体积比为1.5-3，以使得脱附液在分离单元400中具有较长的停留时间，有利于污泥的充分沉淀，在分离单元400底部设置有排泥口420，沉淀在分离单元400底部的污泥经由排泥口从排泥管道排出，排泥管道上还可以设置有排泥阀430以控制污泥的排放；上清液出水口440通过上清液出水管与软化单元500上部的进水口相连，上清液出水管上设置有上清液出水泵441，通过控制上清液出水泵441来控制上清液进入软化单元500中。

本实用新型的软化单元500内设置有吸附层530、过滤层520和微孔隔板210，吸附层530位于过滤层520与微孔隔板210之间，过滤层520位于吸附层530上方，在软化单元500内设置过滤层520，可以使得待阳离子树脂吸附去除钙离子的脱附液中悬浮物含量大大降低，从而避免了悬浮物堵塞阳离子树脂，影响软化效果。微孔隔板210位于吸附层530下方，且所述吸附层530内填充有阳离子树脂，用于吸附去除钙离子；所述过滤层520包括两个多孔滤板521和滤料层522，所述滤料层522位于所述两个多孔滤板521之间并填充有纤维滤料，用于对进入软化单元500的脱附液进行过滤；

软化单元500下方设置有出水口540，经过软化单元500处理的软化出水由出水口540通过管道排出，软化出水中钙离子可降至1mg/L以下，得到的即为处理后回收的碱液，可作为回用的除氟树脂脱附剂或调pH用碱，所述管道上可以设置有软化出水阀门541控制软化出水排出，其中将软化单元的高径比设置为3-5以提高树脂吸附效率；

另外，软化单元500顶部设置有第三加药口510，用于在需要时向软化单元500中投加药剂以对吸附层530内填充的阳离子树脂进行脱附再生处理，所述药剂为4-6％盐酸溶液。所述第一加药口230、第二加药口330和第三加药口510均通过管道与自动化加药控制装置600连接，通过自动化加药控制装置600自动化进行加药控制操作，自动化程度高。

需要说明的是，软化单元500还可以设置反冲洗出口550，所述反冲洗出口550设置于软化单元500上方，用于通过管道排放反冲洗出水，所述反冲洗出水排放管道上还设置有反冲洗出水阀门551。当本实施例的装置长期运行过程中，吸附层530和过滤层520出现堵塞时，可将软化出水阀门541作为反冲洗进水阀门，开启软化出水阀门541，向软化单元500通入反冲洗进水，向上对吸附层530和过滤层520进行反冲洗操作，反冲洗后的出水通过控制反冲洗出水阀门551由反冲洗出口550排出。由于设置了反冲洗系统，有效提高了装置的使用效果，延长装置的使用寿命。

通过本实用新型的一种含氟废水深度处理的一体化装置的超滤单元、树脂除氟单元、反应单元、分离单元和软化单元联合处理、相互作用实现了含氟废水的深度处理，提高了除氟处理效果，实现废水达标排放，而且处置回用树脂脱附液中高浓碱液，实现资源回用，有效减少了树脂除氟过程中碱的用量，大大降低了处理成本。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

Claims (10)

1.一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：包括超滤单元(100)、树脂除氟单元(200)、反应单元(300)、分离单元(400)和软化单元(500)，

所述超滤单元(100)下方设置有进水口(110)，超滤单元(100)上方设置有超滤出水口(111)，超滤出水口(111)通过超滤出水管(121)与树脂除氟单元(200)相连；

所述树脂除氟单元(200)顶部设置有第一加药口(230)，树脂除氟单元(200)内设置有除氟树脂层(220)，并且树脂除氟单元(200)底部设置有吸附出水口(240)和脱附液出口(250)，吸附出水口(240)外设置有吸附出水管(244)，并且吸附出水管(244)上设置有吸附出水阀门(241)，脱附液出口(250)通过管道与反应单元(300)的脱附液入口相连；

所述反应单元(300)顶部设置有第二加药口(330)，反应单元(300)内设置有自上而向下延伸的第一隔板(311)和自下而向上延伸的第二隔板(312)，且第一隔板(311)设置于靠近反应单元(300)脱附液入口的一侧，第二隔板(312)设置于靠近反应单元(300)反应出水口(320)的一侧，且反应出水口(320)设置于远离脱附液入口一侧的下部，反应出水口(320)通过反应出水管与分离单元(400)的进水口相连；

所述分离单元(400)内设置有自上而下延伸的挡流板(410)，挡流板(410)将分离单元(400)内分隔为两侧，相对于设置有分离单元(400)进水口的另一侧的上部设置有上清液出水口(440)，上清液出水口(440)通过上清液出水管与软化单元(500)上部的进水口相连；

所述软化单元(500)内设置有吸附层(530)，并且所述软化单元(500)下方设置有出水口(540)。

2.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述第一隔板(311)的高度大于第二隔板(312)的高度；第一隔板(311)的高度为反应单元(300)高度的60％-90％，第二隔板(312)的高度为反应单元(300)高度的50％-70％。

3.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述反应单元(300)内设置有搅拌器(310)，且搅拌器(310)位于第一隔板(311)与第二隔板(312)之间，搅拌器(310)距离第一隔板(311)的长度与距离第二隔板(312)的长度相等。

4.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述分离单元(400)与反应单元(300)的体积比为1.5-3。

5.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述分离单元(400)底部设置有排泥口(420)；和/或

所述挡流板(410)的高度为分离单元(400)高度的2/3。

6.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述软化单元(500)的高径比为3-5。

7.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述软化单元(500)内还设置有过滤层(520)，所述过滤层(520)位于吸附层(530)上方。

8.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述软化单元(500)还包括第三加药口(510)，所述第三加药口(510)设置于软化单元(500)顶部，所述第一加药口(230)、第二加药口(330)和第三加药口(510)通过管道与自动化加药控制装置(600)连接。

9.根据权利要求1所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述软化单元(500)还包括反冲洗出口(550)，所述反冲洗出口(550)设置于软化单元(500)上方。

10.根据权利要求7所述的一种含氟废水深度处理的一体化装置，其特征在于：所述过滤层(520)包括两个多孔滤板(521)和滤料层(522)，所述滤料层(522)位于所述两个多孔滤板(521)之间。

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