[实用新型]含氟废水沉降与分离系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域的污水处理系统，具体说是一种含氟废水沉降与分离系统。

背景技术

生产磷肥时排放的含氟气体经水吸收后生成氟硅酸，再用饱和食盐水与氟硅酸反应生成氟硅酸钠产品。但这一生产过程却产生了高浓度含氟酸性废水，若不处理直接排放，会对生态环境造成严重危害。目前对于该类废水的处理方法主要有石灰沉淀法、混凝沉淀法、吸附及离子交换法等。国内外绝大多数磷肥厂采用石灰沉淀法处理，该处理工艺具有操作维护简单、处理方便、运行成本较低等优点，是一种较为成熟的处理方法。但其在处理高浓度含氟废水时(氟离子浓度高达4000mg/L)，由于工艺自身缺陷，即使继续增大石灰投加量并使废水pH保持稳定也只能使出水氟浓度下降到15mg/L左右难以继续降低，且出水悬浮物含量较高，处理后的废水水质较难达到《污水综合排放标准》GB8978的排放要求(氟离子≤10mg/L)。吸附及离子交换法因其处理成本高且工艺复杂等较少采用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单可靠、可高效除氟、可连续化操作、处理量大、运行成本低的含氟废水沉降与分离系统。

技术方案包括通过溢流水管依次连接的一级中和反应器、二级中和反应器、混凝沉降器、助凝沉降器和静沉池，所述一级中和反应器、二级中和反应器、混凝沉降器和助凝沉降器底部的污泥出口分别经输送泵与污泥收集池连接；所述一级中和反应器、二级中和反应器、混凝沉降器和助凝沉降器内均设有搅拌器。

还包括有pH调节系统，所述pH调节系统包括依次连接的石灰筒仓、石灰溶解箱和石灰计量泵，所述石灰计量泵分别经进料阀门与一级中和反应器、二级中和反应器的加料口连接。

所述一级中和反应器和二级中和反应器内均设有pH探头，所述pH探头分析仪与pH控制器连接，所述pH控制器与所述进料阀门的控制器连接。

还包括有PAC添加系统，所述PAC添加系统包括PAC溶解箱，所述PAC溶解箱经PAC计量泵与混凝沉降器连接。

还包括有PAM添加系统，所述PAM添加系统包括PAM溶解箱，所述PAC溶解箱经PAM计量泵与混凝沉降器连接。

在一级中和反应器后串联一台二级中和反应器，对出一级中和反应器的溢流液进一步进行中和反应，使出二级中和反应器的出水氟离子浓度≤15mg/L，然后在混凝沉降器中与絮凝剂PAC(聚合氯化铝)反应去除微溶的氟化钙，出混凝沉降器的溢流液送入助凝沉降器，残留的氟化钙被PAM(聚丙烯酰胺)水解产物网捕卷扫而吸附沉降，出水送入在静沉池静置后即达标排放。通过pH调节系统可实现自动控制中和反应器内的pH，使操作更为简单可靠。

本发明系统简单可靠、将反应后污泥和溢流液分别处理，有效降低污水中的氟含量、实现连续化操作、处理效率高，设备投资及运行成本低满足达标排放的要求。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图。

其中，1－一级中和反应器、2－搅拌器、3－二级中和反应器、4-pH探头、5－混凝沉降器、6－进料阀门、7－助凝沉降器、8－出水泵、9－静沉池、10－pH控制器、11－石灰筒仓、12－石灰溶解槽、13－污泥收集池、14－石灰计量泵、15－PAC溶解箱、16－输送泵、17－PAC计量泵、18－PAM溶解箱、19－PAM计量泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1，一级中和反应器1、二级中和反应器3、混凝沉降器5、助凝沉降器7和静沉池9经溢流水管依次连接，所述一级中和反应器1、二级中和反应器3、混凝沉降器5和助凝沉降器7底部的污泥出口分别经输送泵16与污泥收集池13连接；所述一级中和反应器1、二级中和反应器3、混凝沉降器5和助凝沉降器7内分别设有搅拌器2。pH调节系统包括依次连接的石灰筒仓11、石灰溶解箱12(设有搅拌器2)和石灰计量泵14，所述石灰计量泵14分别经进料阀门6与对应的一级中和反应器1、二级中和反应器3的加料口连接。所述一级中和反应器1和二级中和反应器3内均设有pH探头4，所述pH探头4与pH控制器连接，所述pH控制器与所述进料阀门6的控制器连接，所述进料阀门6可以为电动阀或气动阀门；PAC添加系统包括PAC溶解箱15(设有搅拌器2)，所述PAC溶解箱15经PAC计量泵17与混凝沉降器5连接。PAM添加系统包括PAM溶解箱18，所述PAC溶解箱18经PAM计量泵19与混凝沉降器7连接。

工作原理：

参照图1，高浓度的含氟废水([F^-]4000mg/L，pH＜3。)首先送至一级中和反应器1，与反应器内的石灰乳溶液发生中和沉淀反应，废水pH迅速上升，搅拌器2不断搅拌促进反应快速进行，在酸碱中和作用及同离子效应下大量氟离子得到去除。pH调节系统可以控制反应器内的pH值，具体为：pH探头4实时监测废水pH值，将信号发送给pH控制器10，pH控制器10将检测的pH数据与预设值进行比较，并作出判断，发出相应的控制信号给阀门控制器以控制进料阀门6的开闭，从而控制石灰添加量，使一级中和反应器1内pH值稳定在12。相关理论研究表明，在碱性条件下更易促进沉淀物的生成和沉淀，此时溶液中石灰已经接近饱和，投加量达到最大，废水中氟离子浓度(20mg/L)不再随石灰加药量的增加而显著降低，其主要原因为氟化钙在18℃水中溶解度为16.3mg/L，且中和沉淀反应过程中生成的氟化钙包裹了溶液中的石灰，影响反应正常进行，同时生成的氟化钙颗粒细小，呈胶体状，固液分离困难。一级中和反应器1出水经溢流水管溢流至二级中和反应器3，重复之前的中和沉淀反应，在新投加入的石灰作用下，废水中氟离子含量可进一步下降至15mg/L以下，通过pH调节系统控制二级中和反应器3的pH值为中性。随后二级中和反应器3出水溢流至混凝沉降器5，在混凝沉降器5内，由PAC计量泵17送入的PAC发生水解，反应生成氢氧化铝矾花，与溶液中的氟离子发生络合反应，生成的氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附沉淀去除，微溶的氟化钙也被吸附去除；混凝沉降器5出水溢流至助凝沉降器7，废水中残留的氟化钙被PAM水解产物网捕卷扫而吸附沉降，最终出水在静沉池9静置一段时间待水质稳定后由出水泵8达标排放(出水氟离子≤10mg/L)。一级中和反应器1、二级中和反应器3、混凝沉降器5、助凝沉降器7底部沉积的含氟污泥则经输送泵16送入污泥收集池13。所述石灰仓筒11内的石灰在石灰溶解箱12内的搅拌器2的作用下溶解后经石灰计量泵14分别送入一级中和反应器1和二级中和反应器3；所述PAC在PAC溶解箱15内的搅拌器2的作用下溶解后经PAC计量泵17送入混凝沉降器5中，所述PAM在PAM溶解箱18内的搅拌器2的作用下溶解后经PAM计量泵19送入助凝沉降器7。