[发明专利]一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统

说明书

本发明涉及一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统。本发明主要针对游离态氟化物浓度低于10mg/L的废水进一步深度除氟，本发明涉及的除氟处理工艺主要包括：通过污泥与废水混合反应降低废水中氟化物含量，以及在加除氟药剂前，通过稀释水调节混合废水体系的游离态氟化物浓度降低至4.5mg/L以下，同时可将游离态氟化物降低至1.0mg/L以下。本发明可有效提高除氟药剂的反应效率，降低除氟药剂的用量。

技术领域

本发明涉及一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统，属于含氟废水处理技术领域。

背景技术

氟是人类生命活动所必需的微量元素之一，世界卫生组织(WHO)规定，引用水中氟化物含量的适宜浓度为0.5mg/L-1.0mg/L。过量和不足都对人体健康有害，过量的氟会导致氟中毒，表现为以侵犯牙齿和骨骼为主的全身性慢性损害；氟是积累性毒物，植物叶子、牧草能吸收氟，牛羊食用这种污染的草料后，会引起关节肿大、骨质疏松，甚至瘫卧不起。

自然界的氟多是化合态，主要有：氟石、氟磷灰石等。它们都是重要的化工原料,广泛应用于炼铝、磷肥、钢铁以及有机氟高级润滑油等。工业生产中所排出的含氟废水氟含量超出标准，能造成环境污染，危害人类健康。

目前，国内外含氟废水常用的处理方法有多种，其主要方法有化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、反渗透法等。化学沉淀法，其中采用钙盐沉淀法处理最为普遍，其基本原理是向含氟废水中加入消石灰、氯化钙，使废水中的F^-和Ca²⁺反应生产CaF₂沉淀而除去。在高浓度含氟废水处理中应用尤为普遍，化学沉淀法处理后的出水氟化物含量在15-30mg/L范围内，难以在更大程度降低处理水氟含量的浓度。混凝沉淀法，基本原理是在含氟废水中加入混凝剂，并用碱调节pH，使其形成氢氧化物胶体吸附氟。该法常用的混凝剂可分为两类：一类是无机混凝剂，常采用铝盐、铁盐、钙化物以及镁化物；另一类是有机混凝剂，常用的是聚丙烯酰胺类。该法经济适用、设备简单、操作容易，但是应用混凝沉淀法除氟，需要投加的混凝剂量较大，同时产生较多难以处理的废渣。吸附法，基本原理是通过水中F^-扩撒到固态吸附剂表面，与吸附剂表面键合或只是通过比较弱的分子间作用力吸附在表面上。该方法除氟效果主要受吸附剂种类的制约，吸附剂的吸附量偏低，且吸附剂的重复使用效果不佳。反渗透法，基本原理是利用渗透膜选择性的只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的特性，以膜两侧压力差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透而实现对液体混合物进行去除。该方法适合低氟废水处理，对高氟废水的去除效果不理想，但是该法耗资大、运行成本高、易污染，同时产生部分更难于处理的含氟浓液。

中国专利文献CN109607868A(申请号：201811630623.1)公布了“一种低浓度含氟废水的深度处理系统及其深度处理方法”，其所述的处理方法包括以下步骤：收集低浓度含氟废水；将低浓度含氟废水输送至絮凝反应单元中，先加入无铁硫酸铝反应，然后加入聚丙烯乙酰胺反应，搅拌混合均匀进行絮凝处理，得到第一混合物，初步可将废水中氟含量降至3mg/L以下；将得到的第一混合物料输送进入到过滤吸附单元中，所述过滤吸附单元中的过滤吸附材料为活性氧化铝，进行过滤吸附处理，能够得到含氟离子含量在0.5mg/L的净化水，吸附材料需要再生利用。中国专利文献CN105461106A(申请号：201510829149.5)公布了“一种通过污泥回流作用优化废水除氟的方法及工艺”，通过将石灰除氟方法与高效沉淀池工艺结合，工艺参数得到优化，絮凝区使用的絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺；将高效沉淀池沉淀区的污泥按一定比例回流至絮凝区，提高絮凝区污泥浓度，并为氟化钙提供载体，强化对氟的去除，改进了以往在常规处理工艺中石灰投加量大，处理效率低的弊端，实现石灰的高效利用，处理得到的废水中氟的含量15mg/L以下。