[发明专利]一种含氟矿井水深度除氟的U型吸附滤池及应用

说明书

本发明公开了一种含氟矿井水深度除氟的U型吸附滤池及应用，U型吸附滤池包括U型吸附滤池，吸附滤池的进水侧和出水侧分别均匀设置有布水墙，布水墙之间设置有U型槽体，进水侧的布水墙和U型槽体之间、U型槽体底部和承托柱之间、U型槽体和出水侧的布水墙之间均填充有吸附滤料；吸附滤池进水侧设置有高位水箱，高位水箱通过进水管与吸附滤池连接，吸附滤池出水侧与集水池连接，集水池下部通过反冲洗管和反冲洗泵与吸附滤池连接。本发明还包括上述吸附滤池在含氟矿井水混凝沉淀处理后的深度除氟处理中的应用。本发明实现并提高了氟离子的去除效能，保证含氟矿井水达标排放与回用水质，降低除氟成本。

技术领域

本发明属于废水深度处理技术领域，具体涉及到一种含氟矿井水深度除氟的U型吸附滤池及应用。

背景技术

我国的能源结构失衡，煤炭资源在一次性资源生产中的占比超过70%，而我国煤矿储存区域主要分布于西北和华北地区，煤矿开采岩层多含有氟矿物，经过长期的物理风化淋溶、雨水冲刷等作用影响下，岩层内的诸多含氟矿物溶解到土壤层中，随后迁移、富集至地下水层中，从而导致开采过程中喷涌出的矿井水氟含量超标。氟是一种持久性和不可降解的毒物。过量的氟离子即是饮用水处理的前驱干扰物，又是水体污染的重要指标之一，对人体健康和神态环境和谐发展构成严重威胁。我国已在《饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中明确规定氟的浓度不得超过1mg/L。然而，与煤炭开采伴生的大量含氟矿井水难以通过常规混凝-沉淀工艺实现处理后水质达标排放，更难以实现高效高质回用于工业生产和日常生活。故而，高效、绿色矿井水除氟工艺的开发迫在眉睫。

目前，应用较为广泛的除氟技术包括离子交换、电渗析，沉淀法，纳滤，反渗透和吸附等。其中，吸附法凭借低廉的成本、便捷的操作条件及高效的去除效能备受关注，被认为是一种有前景广阔的除氟技术。从高效、节能、环保以及经济效益等角度考虑，在高效的氟吸附剂材料的开发的同时，结合多材料搭配、工艺设计及参数优化等研究思路，一种更加绿色环保、高效低耗、经济适用的新型含氟矿井水深度除氟工艺应运而生。

通过研究发现，氟对几种金属元素如钙（Ca）、镁（Mg）、锰（Mn）、铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）以及一些稀土金属（如铈（Ce）、镧（La））具有很强的亲和力。故而，基于这些金属元素负载改性的吸附材料成为广大学者研究的热点。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种含氟矿井水深度除氟的U型吸附滤池及应用，实现并提高了氟离子的去除效能，保证含氟矿井水达标排放与回用水质，降低除氟成本。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含氟矿井水深度除氟的U型吸附滤池，包括U型吸附滤池，吸附滤池的进水侧和出水侧分别均匀设置有布水墙，且进水侧和出水侧的布水墙存在高低落差，布水墙中上部设置有若干渗水孔，布水墙之间设置有U型槽体，U型槽体通过若干承托柱设置在吸附滤池上，U型槽体上设置有若干检查口，进水侧的布水墙和U型槽体之间、U型槽体底部和承托柱之间、U型槽体和出水侧的布水墙之间均填充有吸附滤料；吸附滤池进水侧设置有高位水箱，高位水箱通过进水管与吸附滤池连接，吸附滤池出水侧与集水池连接，集水池下部通过反冲洗管和反冲洗泵与吸附滤池连接。

进一步，进水侧的布水墙和U型槽体之间填充的吸附滤料为粒径0.6-3cm的砾石，U型槽体底部和承托柱之间填充的吸附滤料为纳米锰钛改性沸石，U型槽体和出水侧的布水墙之间填充的吸附滤料为石英砂、活性炭和锰砂中的至少一种。