CN215924586U - 用于深度去除氟化物的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于深度去除氟化物的水处理系统，包括：沿水流方向依次连接的进水调节池、一级混凝沉淀子系统、二级混凝沉淀子系统、砂滤装置和出水池；第一氟化物检测装置设置在进水调节池内；第二氟化物检测装置设置在出水池内；一级混凝沉淀子系统设有一级除氟药剂投加控制装置，二级混凝沉淀子系统设有二级除氟药剂投加控制装置；含氟沉淀分离装置用于接收一级混凝沉淀子系统和二级混凝沉淀子系统产生的污泥以分离含氟沉淀与载体；污泥脱水装置用于接收含氟沉淀，脱水处理产生泥饼外排，滤出液返回至进水调节池。本实用新型能够对氟离子含量进行监测，实时控制二级水处理过程中高效除氟剂的投加量，以提高水处理效果。

Description

用于深度去除氟化物的水处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种用于深度去除氟化物的水处理系统。

背景技术

氟广泛存在于我们周围天然水体及地下水体中，是人体内必需微量元素之一，饮用氟离子浓度为0.5～1.0mg·L^-1的饮用水能够有效的预防龋齿、骨质疏松，促进钙磷等新陈代谢且对神经兴奋的传导和酶系统的代谢均有促进作用；当长期饮用氟离子浓度高于5～10mg·L^-1的水时，能抑制体内酶的催化功能，进一步会影响体内钙、磷等元素正常新陈代谢，抑制凝血机制等，同时对人的牙齿、骨骼及婴儿大脑的发育都会产生严重的危害。

在水循环系统中，天然萤石、云母、角闪石等含氟矿物质的渗滤液进入水体及煤矿、磷矿等的开采与冶炼、电镀、光伏、化肥、半导体等行业工业含氟废水的大量排放。导致我国地方性氟中毒已成为危害最严重的地方病之一，而饮水中的氟是人体中氟的主要来源，水体氟含量与氟中毒病情密切相关。因此，为减少和控制水体氟污染，亟需配套设备对于工业含氟废水进行预防和治理。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种用于深度去除氟化物的水处理系统，以解决现有设备无法精确控制氟化物处理效率，并且无法实时监测进出水氟化物含量的问题。

本实用新型解决问题采用的技术方案是：

提供一种用于深度去除氟化物的水处理系统，包括：

沿水流方向依次连接的进水调节池、一级混凝沉淀子系统、二级混凝沉淀子系统、砂滤装置和出水池；

第一氟化物检测装置，设置在所述进水调节池内；

第二氟化物检测装置，设置在所述出水池内；

所述一级混凝沉淀子系统设有一级除氟药剂投加控制装置，所述二级混凝沉淀子系统设有二级除氟药剂投加控制装置；

含氟沉淀分离装置，用于接收所述一级混凝沉淀子系统和所述二级混凝沉淀子系统产生的污泥，以分离含氟沉淀与载体；

污泥脱水装置，用于接收所述含氟沉淀分离装置分离得到的含氟沉淀，经脱水处理后，产生的泥饼外排，滤出液返回至所述进水调节池；所述污泥脱水装置与所述含氟沉淀分离装置之间设置有污泥储池，经所述含氟沉淀分离装置分离出的含氟沉淀先进入所述污泥储池，然后经管路输送至所述污泥脱水装置。

在一些实施例中，所述一级混凝沉淀子系统包括沿水流方向依次连接的一级混凝池、一级絮凝池和一级沉淀池，所述一级除氟药剂投加控制装置连接所述一级混凝池；

所述二级混凝沉淀子系统包括沿水流方向依次连接的二级混凝池，二级絮凝池和二级沉淀池，所述二级除氟药剂投加控制装置连接所述二级混凝池。

在一些实施例中，所述一级混凝沉淀子系统还包括一级除氟剂药箱，所述一级除氟剂药箱通过所述一级除氟药剂投加控制装置连接所述一级混凝池；

所述二级混凝沉淀子系统还包括二级除氟剂药箱，所述二级除氟剂药箱通过所述二级除氟药剂投加控制装置连接所述二级混凝池。

在一些实施例中，所述一级混凝沉淀子系统还包括一级絮凝剂储药罐，所述一级絮凝剂储药罐通过一级絮凝剂投加控制器连接所述一级絮凝池；所述二级混凝沉淀子系统还包括二级絮凝剂储药罐，所述二级絮凝剂储药罐通过二级絮凝剂投加控制器连接所述二级絮凝池。

在一些实施例中，所述系统还设有中控机，所述中控机分别连接所述第一氟化物检测装置、所述第二氟化物检测装置、所述一级除氟药剂投加控制装置、所述二级除氟药剂投加控制装置、所述一级絮凝剂投加控制器以及所述二级絮凝剂投加控制器。

在一些实施例中，所述砂滤装置包括砂滤罐和设置在所述砂滤罐内的滤砂。

在一些实施例中，所述进水调节池与所述一级混凝沉淀子系统之间设有第一流量计，所述砂滤装置和所述出水池之间设有第二流量计。

在一些实施例中，所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置均采用氟离子检测仪。

在一些实施例中，所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置还分别连接无线网络通信设备。

在一些实施例中，所述含氟沉淀分离装置为旋流分离器。

本实用新型的有益效果至少是：

所述用于深度去除氟化物的水处理系统，通过在所述进水调节池和所述出水池内分别设置所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置，能够实时监测进水与出水的氟化物含量，以确定污水中氟化物的去除率。同时，基于所述一级除氟药剂投加控制装置和所述二级除氟药剂投加控制装置，能够根据进水和出水水质精确控制除氟药剂的投加量，以提高出水质量。进一步的，采用所述一级混凝沉淀子系统和所述二级混凝沉淀子系统串联使用，可减少除氟过程所用药剂量，同时提高抗冲击能力和除氟效果。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在本公开内容以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为本实用新型一实施例所述用于深度去除氟化物的水处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例所述用于深度去除氟化物的水处理系统的结构示意图。

附图标记说明：

110：进水调节池； 120：一级混凝沉淀子系统；

121：一级混凝池； 122：一级絮凝池；

123：一级沉淀池； 124：一级除氟剂药箱；

125：一级絮凝剂储药罐； 126：一级除氟药剂投加控制装置；

127：一级絮凝剂投加控制器； 130：二级混凝沉淀子系统；

131：二级混凝池； 132：二级絮凝池；

133：二级沉淀池； 134：二级除氟剂药箱；

135：二级絮凝剂储药罐； 136：二级除氟药剂投加控制装置；

137：二级絮凝剂投加控制器； 140：砂滤装置；

150：出水池； 160：第一氟化物检测装置；

170：第二氟化物检测装置； 180：含氟沉淀分离装置；

190：污泥脱水装置； 200：中控机；

210：第一流量计； 220：第二流量计。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

根据中国《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)和《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)规定排放污水中氟含量不得高于10mg·L^-1，同时，《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573-2015)规定直接排放水体中氟离子含量不得高于6mg·L^-1，《生活饮用水卫生标准》规定饮用水中氟离子浓度不得高于1mg·L^-1。

随着技术发展，社会对“三废”处理的愈加重视，沉淀法、吸附法等传统的工业水体除氟方法已经很难满足当前水质排放的标准和可持续发展的要求。因此，对污水处理系统提出了更高的要求。

本实用新型提供一种用于深度去除氟化物的水处理系统，包括：

沿水流方向依次连接的进水调节池110、一级混凝沉淀子系统120、二级混凝沉淀子系统130、砂滤装置140和出水池150；第一氟化物检测装置160，设置在进水调节池110内；第二氟化物检测装置170，设置在出水池150内；一级混凝沉淀子系统120设有一级除氟药剂投加控制装置126，二级混凝沉淀子系统130设有二级除氟药剂投加控制装置136；含氟沉淀分离装置180，用于接收一级混凝沉淀子系统120和二级混凝沉淀子系统130产生的污泥，以分离含氟沉淀与载体；污泥脱水装置190，用于接收含氟沉淀分离装置180分离得到的含氟沉淀，经脱水处理后，产生的泥饼外排，滤出液返回至调节池。

在本实施例中，由于工业废水在排放过程中，随着生产状况的变化而变化，存在水质的不均匀和水量的不稳定情况。特别当生产上出现事故或雨水特别多时，废水的水质和水量变化更大，这种变化会造成废水处理过程失常，降低了处理效果，而且不能充分发挥处理设备的设计负荷。为了使处理工艺正常工作，不受废水高峰流量或高峰浓度变化的影响，要求废水在进行处理前有一个较为稳定的水量和均匀的水质，必须进行水质和水量的调节。所述水处理系统中，通过设置进水调节池110以满足这种需求。

一级混凝沉淀子系统120和二级混凝沉淀子系统130构成用于氟化物处理的二级处理机构，分两个阶段处理氟化物。具体的，一级混凝沉淀子系统120和二级混凝沉淀子系统130采用高效除氟剂，通过对氟离子的络合、凝聚和吸附作用去除氟离子。高效除氟剂可以采用按重量百分比为：聚合氯化铝50％～64％、氯化镁3％～8％、氯化钙8％～13％、聚合氯化铝铁10％～13％以及聚二甲基二烯丙基氯化铵0.5％～2％的组合物。

砂滤池中设有石英砂，石英砂在自身重力作用下处于压实状态，通过石英砂的截流作用可以去除水中的杂质以及絮体。在一些实施例中，砂滤装置140包括砂滤罐和设置在砂滤罐内的滤砂。出水池150可以用于调节出水流量，控制出水对排灌渠道的流量压力。

第一氟化物检测装置160和第二氟化物检测装置170分别设置在进水调节池110和出水池150中，用于监测进出口处水样中的氟离子含量，并根据监测结果实时调节一级混凝沉淀子系统120和二级混凝沉淀子系统130中的高效除氟剂的用量，以控制反应进度，调整去除率。相应的，一级除氟药剂投加控制装置126和二级除氟药剂投加控制装置136可以实现对于高效除氟剂投加量的控制，具体的，对于进药的管路可以设置手动或电动阀门作为一级除氟药剂投加控制装置126或二级除氟药剂投加控制装置136。根据药剂形态的差异，也可以设置其他类型的投药控制装置。

在一些实施例中，第一氟化物检测装置160和第二氟化物检测装置170均采用氟离子检测仪。所述氟离子检测仪可以采用如型号为PFG-2085的在线氟离子分析仪。

在一些实施例中，第一氟化物检测装置160和第二氟化物检测装置170还分别连接无线网络通信设备，可以通过无线网络进行远程监测。含氟沉淀分离装置180用于分离含氟沉淀与载体，其中，含氟沉淀为经混凝、絮凝和沉淀得到的絮体，载体为用于加载絮体进行沉降的絮凝介质。在一些实施例中，含氟沉淀分离装置180可以采用旋流分离器。

污泥脱水装置190，用于接收含氟沉淀分离装置180分离得到的含氟沉淀，经脱水处理后，产生泥饼外排，滤出液返回至进水调节池110；污泥脱水装置190与含氟沉淀分离装置180之间设置有污泥储池，经含氟沉淀分离装置180分离出的含氟沉淀先进入污泥储池(图中未示出)，然后经管路输送至污泥脱水装置190。污泥脱水装置190可以采用叠螺机等脱水设备。

在一些实施例中，一级混凝沉淀子系统120包括沿水流方向依次连接的一级混凝池121、一级絮凝池122和一级沉淀池123，一级除氟药剂投加控制装置126连接一级混凝池121；

二级混凝沉淀子系统130包括沿水流方向依次连接的二级混凝池131，二级絮凝池132和二级沉淀池133，二级除氟药剂投加控制装置136连接二级混凝池131。

在本实施例中，一级混凝沉淀子系统120和二级混凝沉淀子系统130均包含了混凝、絮凝和沉淀三个步骤。一级混凝池121、一级絮凝池122和一级沉淀池123之间通过隔板分割，二级混凝池131，二级絮凝池132和二级沉淀池133之间也通过隔板分割。一级混凝池121、一级絮凝池122、二级混凝池131和二级絮凝池132内还设有搅拌机。进一步地，一级沉淀池123和二级沉淀池133内还设有折流板用于辅助沉淀，且一级沉淀池123和二级沉淀池133的底部均通过污泥回流管连接至污泥脱水装置190，可根据现场实际运行工况进行设置，以达到最佳除氟效果。

在一些实施例中，一级混凝沉淀子系统120还包括一级除氟剂药箱124，一级除氟剂药箱124通过一级除氟药剂投加控制装置126连接一级混凝池121；二级混凝沉淀子系统130还包括二级除氟剂药箱134，二级除氟剂药箱134通过二级除氟药剂投加控制装置136连接二级混凝池131。

在本实施例中，通过设置用于存放除氟剂的储药箱，以实现除氟药剂的自供给。一级除氟剂药箱124和二级除氟剂药箱134可以采用PE水箱、不锈钢药剂箱等。在一些实施例中，一级除氟剂药箱124和二级除氟剂药箱134还配套设置药剂泵。

在一些实施例中，一级混凝沉淀子系统120还包括一级絮凝剂储药罐125，一级絮凝剂储药罐125通过一级絮凝剂投加控制器127连接一级絮凝池122；二级混凝沉淀子系统130还包括二级絮凝剂储药罐135，二级絮凝剂储药罐135通过二级絮凝剂投加控制器137连接二级絮凝池132。

在本实施例中，通过设置用于存放絮凝剂的储药罐，以实现絮凝剂的自供给。一级絮凝剂储药罐125和二级除氟剂药箱134可以采用PE水箱、不锈钢药剂箱等。进一步地，一级絮凝剂投加控制器127和二级絮凝剂投加控制器137可以采用手动或电动阀门，以实现对于药剂投加量的控制。

在一些实施例中，所述系统还设有中控机200，中控机200分别连接第一氟化物检测装置160、第二氟化物检测装置170、一级除氟药剂投加控制装置126、二级除氟药剂投加控制装置136、一级絮凝剂投加控制器127以及二级絮凝剂投加控制器137。

在本实施例中，为了实现自动化的控制，通过设置中控机200以基于第一氟化物检测装置160和第二氟化物检测装置170对进水和出水中氟化物的含量进行监控。进一步的，根据进水和出水中的氟化物含量操控一级除氟药剂投加控制装置126、二级除氟药剂投加控制装置136、一级絮凝剂投加控制器127以及二级絮凝剂投加控制器137，实现对高效除氟剂和絮凝剂添加量的控制，以调节反应进度。在一些实施例中，进水调节池110与一级混凝沉淀子系统120之间设有第一流量计210，砂滤装置140和出水池150之间设有第二流量计220。

在本实施例中，通过设置流量计以对进出水流量进行监测。在一些实施例中，进出水流量计可以采用电子流量计，并连接中控机200，以为自动化控制提供参数。

如采用如上述实施例的一种用于深度去除氟化物的水处理系统，其处理工业含氟废水的过程、原理如下：含氟工业废水进水调节池110，然后经过设备提升至一级混凝池121中，同时进水氟化物第一氟化物检测装置160和第一流量计210将进水氟化物浓度和流量反馈至中控机200，中控机200根据进水氟化物浓度和流量设定一级除氟药剂投加控制装置126、一级絮凝剂投加控制器127、二级除氟药剂投加控制装置136、二级絮凝剂投加控制器137的初始加药量。

根据原水水质情况，一级混凝池121中投加石灰乳液、聚合氯化铝、高效除氟剂中的一种或几种药剂，在搅拌作用下快速与氟离子发生络合、凝聚、吸附等反应；在慢速搅拌下，通过向一级絮凝池122中投加PAM和磁粉、石英砂等高密度助凝剂中的一种或几种，使得含氟沉淀矾花逐渐变大，并在一级沉淀池123中实现含氟沉淀及高密度助凝剂与上清液分离，上清液溢流至二级混凝池131中通过与所投加的高效除氟剂作用，从而达到对氟化物的深度去除，在慢速搅拌下，通过向二级絮凝池132中投加PAM和磁粉、石英砂等高密度助凝剂中的一种或几种，使得含氟沉淀矾花逐渐变大，并在二级沉淀池133中实现含氟沉淀及高密度助凝剂与上清液分离。

为进一步去除水体中的悬浮物，在二级沉淀池133和出水池150之间增加一个砂滤装置140，如砂滤罐，砂滤罐内的砂滤介质为石英砂、活性炭中的一种或几种；其中，砂滤罐的反冲洗水经管线回流至污泥储池，后经污泥脱水装置190进行分离。

除氟过程中，一级沉淀池123、二级沉淀池133所产生的沉淀经排泥装置转移至助凝介质和含氟沉淀分离装置180中，分离出的高密度助凝介质回收再利用，含氟沉淀经管线转移至污泥储池，然后进入污泥脱水装置190中，经污泥脱水装置190产生的脱水泥饼外运后处理，产生的滤出液回流至进水调节池110中。出水池150中的水可直接外排或循环使用。

综上所述，所述用于深度去除氟化物的水处理系统，通过在所述进水调节池和所述出水池内分别设置所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置，能够实时监测进水与出水的氟化物含量，以确定污水中氟化物的去除率。同时，基于所述一级除氟药剂投加控制装置和所述二级除氟药剂投加控制装置，能够根据进水和出水水质精确控制除氟药剂的投加量，以提高出水质量。进一步的，采用所述一级混凝沉淀子系统和所述二级混凝沉淀子系统串联使用，可减少除氟过程所用药剂量，同时提高抗冲击能力和除氟效果。

这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其它元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，包括：

沿水流方向依次连接的进水调节池、一级混凝沉淀子系统、二级混凝沉淀子系统、砂滤装置和出水池；

第一氟化物检测装置，设置在所述进水调节池内；

第二氟化物检测装置，设置在所述出水池内；

所述一级混凝沉淀子系统设有一级除氟药剂投加控制装置，所述二级混凝沉淀子系统设有二级除氟药剂投加控制装置；

含氟沉淀分离装置，用于接收所述一级混凝沉淀子系统和所述二级混凝沉淀子系统产生的污泥，以分离含氟沉淀与载体；

污泥脱水装置，连接所述含氟沉淀分离装置以接收所述含氟沉淀，所述污泥脱水装置还连接进水调节池以回流滤出液；所述污泥脱水装置与所述含氟沉淀分离装置之间连接设置有污泥储池。

2.根据权利要求1所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述一级混凝沉淀子系统包括沿水流方向依次连接的一级混凝池、一级絮凝池和一级沉淀池，所述一级除氟药剂投加控制装置连接所述一级混凝池；

所述二级混凝沉淀子系统包括沿水流方向依次连接的二级混凝池，二级絮凝池和二级沉淀池，所述二级除氟药剂投加控制装置连接所述二级混凝池。

3.根据权利要求2所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述一级混凝沉淀子系统还包括一级除氟剂药箱，所述一级除氟剂药箱通过所述一级除氟药剂投加控制装置连接所述一级混凝池；

所述二级混凝沉淀子系统还包括二级除氟剂药箱，所述二级除氟剂药箱通过所述二级除氟药剂投加控制装置连接所述二级混凝池，且所述一级沉淀池和所述二级沉淀池的底部均通过污泥回流管连接至所述污泥脱水装置。

4.根据权利要求2所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述一级混凝沉淀子系统还包括一级絮凝剂储药罐，所述一级絮凝剂储药罐通过一级絮凝剂投加控制器连接所述一级絮凝池；所述二级混凝沉淀子系统还包括二级絮凝剂储药罐，所述二级絮凝剂储药罐通过二级絮凝剂投加控制器连接所述二级絮凝池。

5.根据权利要求4所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述系统还设有中控机，所述中控机分别连接所述第一氟化物检测装置、所述第二氟化物检测装置、所述一级除氟药剂投加控制装置、所述二级除氟药剂投加控制装置、所述一级絮凝剂投加控制器以及所述二级絮凝剂投加控制器。

6.根据权利要求1所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述砂滤装置包括砂滤罐和设置在所述砂滤罐内的滤砂。

7.根据权利要求1所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述进水调节池与所述一级混凝沉淀子系统之间设有第一流量计，所述砂滤装置和所述出水池之间设有第二流量计。

8.根据权利要求1所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置均采用氟离子检测仪。

9.根据权利要求8所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述第一氟化物检测装置和所述第二氟化物检测装置还分别连接无线网络通信设备。

10.根据权利要求1所述的用于深度去除氟化物的水处理系统，其特征在于，所述含氟沉淀分离装置为旋流分离器。

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