CN219279663U - 一种化工园区含氟废水综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业废水处理领域，具体涉及一种化工园区含氟废水综合处理系统。该综合处理系统，包括依次设置的格栅井、旋流沉砂池、芬顿氧化池、初沉池、A2O池、二沉池、第一中间水池、芬顿氧化塔、絮凝池、沉淀池和消毒池。该综合处理系统，在预处理工艺提高废水B/C比，在含氟废水处理工艺的A2O生化处理阶段充分降解有机物、总氮及总磷，芬顿氧化塔阶段可深度降低剩余有机污染物(COD)浓度外，还能对有机氟化物进行降解，使得最终絮凝沉淀处理后的含氟废水满足一级A标准后排放，符合达到环保要求。

Description

一种化工园区含氟废水综合处理系统

技术领域

本实用新型属于工业废水处理领域，具体涉及一种化工园区含氟废水综合处理系统。

背景技术

随着我国化工工业的迅速发展，安全规范问题逐渐成为行业关注的焦点。自2008年开始，国家就提出通过“化工入园”来引导化工产业集聚和规范化发展，促进化工园区的安全、绿色、智慧化水平不断提高。近些年，不断推广的化工园区模式也成为促进区域经济发展和改善城市布局的重要载体。

但园区发展的同时也带来了周边地区水环境风险，化工园区废水具有排放量大且波动剧烈、污染物种类多、浓度高、色度高、有毒性和生物抑制性等典型特点，导致化工园区水污染防治工作面临严峻挑战。工业废水中含有大量的氟离子，若将高含氟量的废水直接排入河川中或渗入地下，将造成河川及地下水的污染，进而危及人们的饮用水安全，长期饮用～含氟量高于1.0mg/L的水时，轻则会引起黄斑病、肾功能障碍等病症，重则造成骨骼损伤乃至截瘫，即所谓的氟骨病。目前，含氟工业废水的除氟降氟方法主要为化学沉淀法。化学沉淀法一般采用钙盐沉淀法，即向废水中投加可溶性的钙盐，使F^-和Ca²⁺生成CaF₂沉淀而除去。但在添加到废水的过程中，容易引起粉尘扬起，不只有害操作人员的健康，且容易造成加料过程的不便利性。

我国目前化工园区的水污染处理与防治系统主要是由企业和园区共同处理，采用的是分散与集中相结合的处理方式，分散处理主要是由化工企业自己处理好所排放的含氟废水与废水，符合园区接管标准后集中收集由园区的设施进行统一处理。因化工园区中混合化工废水的来源多，各种类型的水质差异也比较大,如果还是采用以往常规式的废水处理技术，很难达成排放标准,因此研发更多经济高效的混合化工废水处理技术工艺是成功对废水进行集中处理的关键所在。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种化工园区含氟废水综合处理系统，该处理系统能够高效处理混合化工废水，使其达到排放标准。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种化工园区含氟废水综合处理系统，包括依次设置的格栅井、旋流沉砂池、芬顿氧化池、初沉池、A2O池、二沉池、第一中间水池、芬顿氧化塔、絮凝池、沉淀池和消毒池。

其中，还包括污泥处理系统，所述二沉池连接污泥处理系统，所述污泥处理系统包括依次设置的污泥泵站、污泥浓缩池、污泥调理池和压滤机，所述二沉池与污泥泵站连接。

其中，所述污泥浓缩池连接沉淀池。

其中，所述污泥泵池连接A2O池。

其中，还包括滤布滤池，所述滤布滤池设置在沉淀池和消毒池之间。

其中，还包括第二中间水池和过滤装置，所述滤布滤池、第二中间水池、过滤装置和消毒池依次连接。

其中，所述过滤装置为树脂吸附单元或纤维转盘滤池。

其中，所述芬顿氧化塔为流化床芬顿氧化塔。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的综合处理系统，通过将污水先经芬顿氧化池再流入A2O池处理，提高了废水的B/C比，在含氟废水处理工艺的A2O生化处理阶段充分降解有机物、总氮及总磷，其后的芬顿氧化塔除了可深度降低剩余有机污染物(COD)浓度外，还能对有机氟化物进行降解，使得处理后的含氟废水满足一级A标准后排放，符合达到环保要求。

附图说明

图1所示为本实用新型的实施例一的化工园区含氟废水综合处理系统的流程图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：在预处理工艺提高废水B/C比，在含氟废水处理工艺的A2O生化处理阶段充分降解有机物、总氮及总磷，芬顿氧化塔除了可深度降低剩余有机污染物(COD)浓度外，还能对有机氟化物进行降解，使得处理后的含氟废水满足一级A标准后排放，符合达到环保要求。

请参照图1所示，本实用新型的一种化工园区含氟废水综合处理系统，包括依次设置的格栅井、旋流沉砂池、芬顿氧化池、初沉池、A2O池、二沉池、第一中间水池、芬顿氧化塔、絮凝池、沉淀池和消毒池。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：各企业排水时，先通过自流进入格栅井，去除较大的杂物，减少后续设备的故障；然后进入旋流沉砂池去除大颗粒悬浮物，出水进入芬顿氧化池中进行催化氧化后流入初沉池，初沉池出水完成预处理；再出水依次进入A2O池、二沉池和第一中间水池，在A2O池内，充分降解有机物、总氮及总磷，再送至芬顿氧化塔，难生物体解的有机含氟物在此单元氧化分解，使大部分有机氟化物降解为无机氟化物；芬顿氧化塔出水再依次流入絮凝池、沉淀池，便于此段混凝沉淀除氟；最后经消毒池清毒后达标排放。

本实用新型的处理系统为使部分难降解有机物和有毒物质被氧化分解，维持后续生化系统的稳定性，采用芬顿氧化反应。芬顿氧化是以Fe²⁺为催化剂用H₂O₂进行化学氧化的废水处理方法。利用Fe²⁺和H₂O₂之间的链反应催化生成具有强氧化性的羟基自由基，可氧化各种有毒和难降解的有机化合物，针对高浓度难生物降解废水处理，为后续的深度处理创造有利条件，同时亚铁离子氧化成铁离子，铁离子形成的氢氧化铁胶体通过混凝吸附作用，可用于去除部分有机物。

本实用新型的综合处理系统，在预处理工艺先将污水先经芬顿氧化池再流入A2O池处理，提高废水B/C比，在含氟废水处理工艺的A2O生化处理阶段充分降解有机物、总氮及总磷，配合芬顿氧化塔及深度除氟混凝沉淀工艺，除了可深度降低剩余有机污染物(COD)浓度外，还能对有机氟化物进行降解，使得处理后的含氟废水满足一级A标准后排放，符合达到环保要求。

其中：

二沉池为采用中间进水、周边出水辐流式沉淀池，作用是泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理段。

消毒池中含有次氯酸钠，可对含氟废水进行消毒避免含氟废水中细菌对水体及水生物的影响。利用次氯酸钠的强氧化性杀灭细菌，对出水进行消毒处理，使细菌指标达到国家排放标准。

沉淀池的作用是泥水分离，沉淀絮凝池中的胶体悬浮物等，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥排至污泥浓缩池。

进一步地，芬顿氧化池中含有PAM絮凝剂。

进一步地，A2O池包括厌氧区、缺氧区和好氧区。

进一步地，厌氧区、缺氧区内主要含有异养菌，好氧区内含有自养菌。

从上述描述可知，A2O池的原理为：工业废水依次流经厌氧区、缺氧区、好氧区，再部分回流进缺氧区。

厌氧区中的异养菌将含氟废水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，提高含氟废水的可生化性，当这些经厌氧水解的产物进入好氧区进行好氧处理时，在曝气情况下有机物被好氧微生物生化降解，实现废水中COD的有效去除。

含氟废水流入缺氧区，使用异养菌将蛋白质、脂肪等污染物的N或氨基进行氨化游离出氨NH₃或NH⁴⁺；再进入好氧区，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH⁴⁺氧化为NO^3-；好氧区内含氟废水通过回流控制NO^3-返回至缺氧区，在缺氧条件下，异养菌的反硝化作用将NO^3-还原为分子态氮(N₂)完成C、N、O在生态中的循环，实现废水中氮的有效去除。

含氟废水中的磷，主要通过A2O池中的聚磷菌生物除磷，在厌氧区聚磷菌释磷，进入好氧区后聚磷菌过量摄取磷，并通过排放富磷剩余污泥方式实现废水中磷的去除。

通过在A2O池中对有机污染物、氮和磷的降解实现含氟废水无害化处理。

进一步地，还包括调碱池和脱气池，芬顿氧化塔、调碱池、脱气池和絮凝池依次设置。

从上述描述可知，经过芬顿氧化塔处理后的废水自流至调碱池，在调碱池投加液碱，将废水中和至中性，调碱池废水自流至脱气池中，通过鼓风搅拌，将废水中的少量气泡脱除；脱气池出水自流至混凝池中，使废水中铁泥絮凝。

进一步地，还包括污泥处理系统，二沉池连接污泥处理系统，污泥处理系统包括依次设置的污泥泵站、污泥浓缩池、污泥调理池和压滤机，二沉池与污泥泵站连接。优选的，压滤机为厢式压滤机。

进一步地，污泥浓缩池连接沉淀池。

进一步地，污泥泵池连接A2O池。

从上述描述可知，污泥调理池对浓缩后的污泥进行化学调质，同时也作为进入厢式压滤机前的调蓄池。剩余污泥和化学污泥经调质改性后，由厢式压滤机脱水。压滤机对调质改性后的污泥进行压滤脱水，使污泥含水率降低到尽可能低的程度，以减少污泥体积并便于装卸作业。

进一步地，还包括滤布滤池，滤布滤池设置在沉淀池和消毒池之间。

从上述描述可知，在滤布滤池中，含氟废水通过静态下的滤布过滤，过滤液排出滤池，可进一步去除含氟废水中残余的细小悬浮物、磷、部分可溶性COD和BOD，进一步处理保障出水质量。

进一步地，还包括第二中间水池和过滤装置，滤布滤池、第二中间水池、过滤装置和消毒池依次连接。

从上述描述可知，因为排水时，要求含氟废水中的氟离子浓度小于2mg/L，若含氟废水经絮凝沉淀的深度除氟工艺处理后氯离子浓度波动较大，无法达到排放标准，可在滤布滤池和消毒池内设置第二中间水池和过滤装置，进一步降低氯离子浓度。若深度除氟工艺对氟离子的处理效果可以达标时，可超越第二中间水池和过滤装置，直接切换沉淀池的出水自流至滤布滤池，保障出水SS达标。若含氟废水中的水质较好，可直接超越滤布滤池、第二中间水池和过滤装置，直接切换沉淀池的出水自流至消毒池。

进一步地，过滤装置为树脂吸附单元或纤维转盘滤池。

从上述描述可知，树脂吸附器或纤维转盘滤池可用以吸附过滤氟离子。

进一步地，芬顿氧化塔为流化床芬顿氧化塔。

从上述描述可知，本实用新型的芬顿氧化塔采用的是流化床技术，利用流体化床的方式使芬顿法所产生的大部份三价铁以结晶或沉淀附着在专有填料表面，流化床芬顿氧化塔是一项结合了同相化学氧化(芬顿法)、异相化学氧化(H₂O₂/FeOOH)、流体化床结晶及FeOOH的还原溶解等功能的新装置。

流化床芬顿氧化塔将传统的芬顿氧化塔作了大幅度的改良，可减铁盐和H₂O₂的加药量(H₂O₂加入量减少10％～20％，亚铁加入量减少50％～70％)，大大降低了运行成本；减少污泥产量，污泥量一般比传统芬顿氧化塔少70％；同时塔内有专用填料，根据含氟废水种类改变填料物质配比，使用范围更广、效果更好，在填料表面形成的铁氧化物具有异相催化的效果，而芬顿氧化塔内流化状态亦促进了化学氧化反应及质传效率，使各类难降解有机污染物去除率提升，将废水中难降解的有机氟化物降解为无机氟化物，有效降低工业废水中的氟含量。流化床芬顿氧化塔技术可广泛利用于各行业含氟废水的预处理及深度处理工段。

流化床芬顿氧化塔与传统芬顿氧化塔相比，反应时间更短，设备体积小，大大节省了占地面积。

进一步地，流化床芬顿氧化塔的填料为高效类芬顿磁性催化剂填料。该填料的制备方法如公告号为CN106111156B的中国发明专利所示。

从上述描述可知，高效类芬顿磁性催化剂填料利用层状结构控制氧化铁纳米晶的晶粒大小和晶相结构，使得在一定温度下热处理不发生晶相转变，保持高催化活性的氧化铁晶相结构，利用固定在载体结构内或分散在载体表面的活性金属来催化活化H₂O₂产生羟基自由基(·OH)进行污染有效控制。可大幅提高催化剂活性位点及催化活性，从而有效提升非均相芬顿催化反应活性，在高效降低有机含氟废水主要污染物的同时，减少Fe²⁺用量、提高双氧水氧化效率，缩短有机含氟废水难降解组分的降解时间，提高工艺处理效率。同时高效类芬顿磁性催化剂材料成本可控，有着易于分离,重复利用率高等优点，实现废水处理成本的可控性。

进一步地，絮凝池中含有絮凝剂、除氟剂和活性炭。

进一步地，所述絮凝剂为PAM絮凝剂。

从上述描述可知，PAM絮凝剂可使废水中铁泥絮凝；在絮凝反应池中投加除氟剂，去除部分氟离子，去除率可达90％。在絮凝池中投加活性炭，能够将水中的部分COD吸附，使得出水COD达标。

应用场景：工业园区的含氟废水处理。

请参照图1所示，本实用新型的实施例一为：

一种化工园区含氟废水综合处理系统，包括含氟废水处理系统和依次通过污水管路连通的格栅井、旋流沉砂池、芬顿氧化池、初沉池、A2O池、二沉池、第一中间水池、流化床芬顿氧化塔、絮凝池、沉淀池、滤布滤池和消毒池。

污泥处理系统包括依次设置的污泥泵站、污泥浓缩池、污泥调理池和厢式压滤机，污泥泵站连接二沉池和A2O池，污泥浓缩池连接沉淀池，

A2O池包括厌氧区、缺氧区和好氧区；缺氧区内主要包括异养菌，好氧区内包括自养菌。

芬顿氧化池中含有PAM絮凝剂。流化床芬顿氧化塔的填料为高效类芬顿磁性催化剂填料。该填料的制备方法如公告号为CN106111156B的中国发明专利所示。絮凝池中含有PAM絮凝剂、除氟剂和活性炭。消毒池中有效氯投加量为6mg/L(参照类似含氟废水厂投加量，《室外排水设计标准》5.0～15.0mg/L)。

本实用新型的工作原理/工作过程为：

本实用新型的综合处理系统，通过将污水先经芬顿氧化池再流入A2O池处理，提高了废水的B/C比，在含氟废水处理工艺的A2O生化处理阶段充分降解有机物、总氮及总磷，在芬顿氧化塔阶段除了可深度降低剩余有机污染物(COD)浓度外，还能对有机氟化物进行降解，使得最终絮凝沉淀处理后的含氟废水满足一级A标准后排放，符合达到环保要求。经生化处理阶段处理的出水先经过流化床芬顿氧化塔再流入絮凝池，在芬顿氧化塔内填充的高效类芬顿磁性催化剂填料的高效催化作用下，能够高效的将废水中难降解的有机氟化物降解为无机氟化物，同时减少芬顿试剂用量、提高双氧水氧化效率，缩短有机含氟废水难降解组分的降解时间，提高工艺处理效率，其后在絮凝池内通过深度化学除氟方式充分去除氟化物，使氟化物排放符合环保要求。另外，在出水前设置过滤装置，在出水氟化物超标的情况下启用，能够保障出水氟化物稳定达标。

污泥调理池对浓缩后的污泥进行化学调质，同时也作为进入厢式压滤机前的调蓄池。剩余污泥和化学污泥经调质改性后，由厢式压滤机脱水。压滤机对调质改性后的污泥进行压滤脱水，使污泥含水率降低到尽可能低的程度，以减少污泥体积并便于装卸作业。

本实用新型的实施例二为：

实施例二与实施例一的区别在于：滤布滤池和消毒池之间依次设有第二中间水池和树脂吸附单元，所述流化床芬顿氧化塔和絮凝池之间依次设有调碱池和脱气池。

本实用新型的实施例三为：

实施例三与实施例二的区别在于：将树脂吸附单元更换为纤维转盘滤池。

本实用新型的实施例四为：

实施例四与实施例一的区别在于：无滤布滤池。

本实用新型的对比例一为：

对比例一与实施例一的区别在于：使用常规的芬顿氧化塔。

将实施例一与对比例一相比，实施例一中H₂O₂加入量减少15％，亚铁加入量减少67％，污泥量减少70％。

使用实施例1中的化工园区含氟废水综合处理系统处理含氟废水，处理结果见表1，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，尾水排入渔塘溪。

表1

由表1可知，将流化床芬顿氧化塔作为废水深度处理工艺，有效实现废水中低浓度的有机氟转化为无机氟并通过混凝、深度化学除氟方式去除，实现出水COD及氟化物达标排放。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种化工园区含氟废水综合处理系统，其特征在于，包括依次设置的格栅井、旋流沉砂池、芬顿氧化池、初沉池、A2O池、二沉池、第一中间水池、芬顿氧化塔、絮凝池、沉淀池和消毒池。

2.根据权利要求1所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，还包括污泥处理系统，所述污泥处理系统包括依次设置的污泥泵站、污泥浓缩池、污泥调理池和压滤机，所述二沉池与污泥泵站连接。

3.根据权利要求2所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，所述污泥浓缩池连接沉淀池。

4.根据权利要求3所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，所述污泥泵池连接A2O池。

5.根据权利要求1所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，还包括滤布滤池，所述滤布滤池设置在沉淀池和消毒池之间。

6.根据权利要求5所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，还包括第二中间水池和过滤装置，所述滤布滤池、第二中间水池、过滤装置和消毒池依次连接。

7.根据权利要求6所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，所述过滤装置为树脂吸附单元或纤维转盘滤池。

8.根据权利要求1所述的含氟废水综合处理系统，其特征在于，所述芬顿氧化塔为流化床芬顿氧化塔。

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