一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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，本发明专利技术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。本发明专利技术可有效提高除氟药剂的反应效率，降低除氟药剂的用量。

A deep defluorination process and defluorination system for low concentration fluoride wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统
本专利技术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

技术介绍
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。上述现有技术中，通过对含氟废水深度处理得到废水中氟化物含量1.0mg/L以下，对低浓度含氟废水的深度处理，需要絮凝过滤、吸附以及吸附材料的再生利用，步骤较多；通过污泥回流作用增加絮凝区污泥浓度，并且采用石灰除氟方法，然后再利用絮凝剂絮凝沉淀，最终得到的废水中氟的含量15mg/L以下。对于氟化物浓度较高的废水处理，可采用钙盐沉淀法，向废水中投加氢氧化钙或氯化钙等方式，将氟化物转化为氟化钙沉淀物而去除，但限于氟化物的溶解度问题，在废水中氟化物含量低于10mg/L时，钙盐沉淀法无法实现废水中氟化物深度脱除。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺及除氟处理系统。本专利技术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而设计，通过部分沉淀污泥回流与废水混合反应降低废水中氟化物含量，降低除氟药剂用量；以及在加除氟药剂前，可以回流排放水池中的排放水作为稀释水，通过稀释水调节混合废水体系的游离态氟化物浓度至4.5mg/L以下，可有效提高除氟药剂的反应效率，降低除氟药剂用量从而降低除氟费用，本工艺除氟效率高，可将氟化物降低至1.0mg/L以下。本专利技术的技术方案：一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺，步骤如下：a将含氟废水与污泥混合，在搅拌作用下反应4～12min，制得预反应废水；b将步骤a制得的预反应废水与稀释水混合，调节游离态氟化物浓度至4.5mg/L以下，然后加入除氟药剂，除氟药剂的加入量为50～400mg/L，搅拌反应8～15min，然后调节pH至6.5～7.0，制得处理水；c向步骤b制得的处理水中添加助凝剂，助凝剂加入量为0.5～1.0mg/L，搅拌均匀，然后静置20min，泥水分离，制得污泥和排放水。根据本专利技术优选的，所述步骤a中的含氟废水的游离态氟化物浓度不超过10mg/L，硬度浓度不超过400mg/L。根据本专利技术优选的，所述步骤a中污泥的量为含氟废水质量的2％～3％。根据本专利技术优选的，所述步骤a中搅拌条件为：搅拌速度20～30r/min。根据本专利技术优选的，所述步骤b中调节pH的pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠之一或任意两种以上组合。根据本专利技术优选的，所述步骤b中除氟药剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、三氯化铁之一或任意两种以上的组合。根据本专利技术优选的，所述步骤b中稀释水为步骤c制得的排放水。根据本专利技术优选的，所述步骤b中调节游离态氟化物浓度至3～4.5mg/L。进一步优选的，所述步骤b中调节游离态氟化物浓度至3.5～4.5mg/L。根据本专利技术优选的，所述步骤b中搅拌反应条件为：搅拌速度80～100r/min。根据本专利技术优选的，所述步骤c中搅拌条件为：搅拌速度20～30r/min。根据本专利技术优选的，所述步骤c中污泥部分回流与步骤a的含氟废水混合。根据本专利技术优选的，所述步骤c中的助凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。步骤b中，在搅拌的条件下，除氟药剂与废水中的游离态氟化物发生络合反应，生成不溶于水的含氟絮凝体，液碱的加入用于中和除氟药剂水解产生的氢根，调节络合反应池内pH在6.5～7.0；在该条件下，络合反应产生絮体并在重力作用下逐步沉降从而与废水分离。一种含氟废水深度除氟处理系统，包括：调节池(1)、提升泵(2)、混合反应器(3)、预反应池(4)、中间反应池(5)、络合反应池(6)、絮凝反应池(7)、沉淀池(8)、排水池(9)、回流水泵(10)、污泥回流泵(11)、排泥泵(12)、污泥脱水系统(13)、除氟剂投加系统(14)、助凝剂投加系统(15)；所述调节池(1)、提升泵(2)、混合反应器(3)、预反应池(4)、中间反应池(5)、络合反应池(6)、絮凝反应池(7)、沉淀池(8)、排水池(9)依次通过输送管道相连接；调节池(1)与提升泵(2)的进口通过输送管道相连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：a将含氟废水与污泥混合，在搅拌作用下反应4～12min，制得预反应废水；b将步骤a制得的预反应废水与稀释水混合，调节游离态氟化物浓度至4.5mg/L以下，然后加入除氟药剂，除氟药剂的加入量为50～400mg/L，搅拌反应8～15min，然后调节pH至6.5～7.0，制得处理水；c向步骤b制得的处理水中添加助凝剂，助凝剂加入量为0.5～1.0mg/L，搅拌均匀，然后静置20min，泥水分离，制得污泥和排放水。

【技术特征摘要】
1.一种低浓度含氟废水深度除氟处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：a将含氟废水与污泥混合，在搅拌作用下反应4～12min，制得预反应废水；b将步骤a制得的预反应废水与稀释水混合，调节游离态氟化物浓度至4.5mg/L以下，然后加入除氟药剂，除氟药剂的加入量为50～400mg/L，搅拌反应8～15min，然后调节pH至6.5～7.0，制得处理水；c向步骤b制得的处理水中添加助凝剂，助凝剂加入量为0.5～1.0mg/L，搅拌均匀，然后静置20min，泥水分离，制得污泥和排放水。2.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤a中的含氟废水的游离态氟化物浓度不超过10mg/L，硬度浓度不超过400mg/L。3.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤b中污泥的量为含氟废水质量的2％～3％；优选的，所述步骤a中搅拌条件为：搅拌速度20～30r/min。4.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤b中调节pH的pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠之一或任意两种以上组合；优选的，所述步骤b中除氟药剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、三氯化铁之一或任意两种以上的组合；优选的，所述步骤b中搅拌反应条件为：搅拌速度80～100r/min。5.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤b中稀释水为步骤c制得的排放水。6.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤b中调节游离态氟化物浓度至3～4.5mg/L；进一步优选的，所述步骤b中调节游离态氟化物浓度至3.5～4.5mg/L。7.如权利要求1所述深度除氟处理工艺，其特征在于，所述步骤c中污泥部分回流与步...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪卫，庄会栋，郎咏梅，张增国，梁世华，洪光波，李华，于长伟，金晓佩，陈慧慧，张琨，梁高选，李宾宾，王朝丽，郭铭，
申请(专利权)人：山东共享环境管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37