一种去除水中氟离子的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种去除水中氟离子的方法及装置，将浓度在

【技术实现步骤摘要】
一种去除水中氟离子的方法及装置


[0001]本专利技术涉及水处理领域，具体来说，涉及一种去除水中氟离子的方法及装置
。

技术介绍

[0002]由于氢氟酸的优越溶解性能，在工业生产中被大量用到，来去除工业产品中的杂质，钢铁工业中不锈钢管生产过程用到氢氟酸和硝酸来清洗钝化管道，产生大量的氢氟酸和硝酸的废水，多晶硅生产工业中用到氢氟酸来洗涤硅棒，多次清洗后氢氟酸排放到废水工艺中去，随之带来的氢氟酸进入废水体系，一般采用酸碱中和的方法来降低氢氟酸的危害，氟化物在工业生产过程中进入到废水体系，但氟由于自身的溶解性能，通过化学处理的方式，去除难度较高，残留的氟会通过水循环进入人类接触环境，造成危害，水中氟超标会危害到人类的身体健康，成人每日约摄入1～
1.5mg
氟，过量摄入则会影响健康
。
可溶性氟化物吸收速度快，氟与钙有极强的亲合力，体内的氟
90
％以上积蓄于骨骼
、
牙齿等钙化组织中，短时间摄入大剂量可溶性氟化物，能引起急性中毒
。
慢性氟中毒是由氟在骨质中沉积造成的，称之为氟骨病，表现为骨变厚，韧性降低，表面粗糙
、
骨腔缩小，并伴有多发性外生骨赘，使关节活动受阻
。
严重者因韧带钙化使肢体变形，易发生骨折
。
氟与牙齿中钙质结合，沉积于齿面上，使牙面珐琅质失去光泽
、
牙质脆弱易磨损，儿童成长期间牙齿对氟尤为敏感
。
[0003]因此通过地下水净化去除氟化物，对于健康饮水具有极强的现实意义，开发深度除氟工艺，将进入排放水体的废水处理到
1.0mg/LL
以下是行业需求
。

技术实现思路

[0004]（一）技术方案
[0005]为实现解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种去除水中氟离子的方法，包括以下步骤：
S101
：将浓度在
100
‑
1000mg/L
的原水通过一级反应槽采用氢氧化钙和氯化钙反应，控制
pH
在9‑
10
，去除水中氟化物，通过一级除氟沉淀池采用沉淀的方式达到出水氟化物在
25mg/L
；
S102
：将一级除氟沉淀池沉淀后的液体在二级反应槽采用
PFS
（聚合氯化铁）和氯化钙反应，控制
pH
在9‑
9.5
，去除水中氟化物，通过二级除氟沉淀池采用沉淀的方式达到出水氟化物在
8mg/L
；
S103
：将二级除氟沉淀池沉淀后的液体在三级反应槽采用
PAC
（聚合氯化铝）
、
碳酸钠反应，控制
pH
在8‑9，去除水中氟化物，采用膜过滤的方式达到出水氟化物在
1mg/L
；
S104
：在步骤三反应过程中投加氟化钙晶种以诱导氟化钙从水中结晶，是现在低浓度情况下氟化钙的析出，同时投加磷酸钠以加强反应形成氟磷酸钙，同时磷酸钠可去除过量的钙离子，形成磷酸钙沉淀，加快反应形成；
S105
：在步骤三反应过程产水的悬浮物在
10
‑
100ppm
，悬浮物量较小，但由于在低浓度下生成水合物，沉降性能不佳，采用通道为
3mm
的微管式膜进行过滤，获得最佳的泥水
分离；
S106、
所述步骤五过程中的微管式膜，通道为
3mm
，可容纳最高
3000ppm
的悬浮物过滤，微管式膜过滤采用亲水疏油性膜材料，在过滤运行过程中悬浮胶体会吸附到膜材料表面，微管式膜每
30min
，反洗恢复膜通量，微管式膜定期通过
50
摄氏度的热碱液进行污染悬浮胶体去除，恢复膜材料的亲水性能；
S107、
步骤三过滤浓缩的悬浮颗粒（磷酸钙
、
氟化钙
、PAC、
氟磷酸钙）回到步骤一或步骤二，成为步骤一
、
步骤二反应的晶种，以提高步骤一
、
步骤二反应的反应速率
。
[0006]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种去除水中氟离子的反应沉淀装置，包括反应沉淀组件，反应沉淀组件内部设有排液输送组件，排液输送组件一侧设有自动控制组件，排液输送组件一侧设有膜过滤组件
。
[0007]进一步的，为了达到反应沉淀的目的
,
反应沉淀组件包括第一反应池，第一反应池一侧设有第一除氟沉淀池，第一除氟沉淀池一侧设有第二反应池，第二反应池一侧设有第二除氟沉淀池，第二除氟沉淀池一侧设有第三反应池
。
[0008]进一步的，排液输送组件包括输液泵，输液泵通过输液管分别安装于第一反应池和第一除氟沉淀池
、
第二反应池和第二除氟沉淀池
、
第三反应池和膜过滤组件之间，第一除氟沉淀池和第二反应池
、
第二除氟沉淀池和第三反应池之间连接有排液管，输液管和排液管内部设有过滤网
。
[0009]进一步的，为了达到自动控制的目的
,
自动控制组件包括
PH
传感器，
PH
传感器安装于第一反应池
、
第二反应池和第三反应池内部，排液管内部安装有排液阀，第一除氟沉淀池和第二除氟沉淀池内部设有氟化物传感器，
PH
传感器
、
排液阀和氟化物传感器电性连接有
PLC
控制器，
PLC
控制器安装于第一反应池一侧
。
[0010]进一步的，为了达到膜过滤的目的
,
膜过滤组件包括过滤安装壳体，过滤安装壳体内部安装有过滤安装架，过滤安装架内部设有过滤膜，过滤安装壳体一侧连接有出液管，出液管内部安装有出液阀
。
[0011]进一步的，过滤安装壳体内部活动连接有旋转杆，旋转杆一端连接有旋转电机，旋转杆外围连接有清洁板，过滤安装壳体一侧安装有排污管，排污管内部设有排污阀，过滤安装壳体顶部安装有清洗管
。
[0012]进一步的，出液阀
、
旋转电机和排污阀均与
PLC
控制器电性连接
。
[0013]（二）有益效果
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供了一种去除水中氟离子的方法及装置，具备以下有益效果：（1）
、
本专利技术在实际使用中，通过三次反应和两次沉淀，并且在三次反应后，由于在低浓度下生成水合物，沉降性能不佳，采用通道为
3mm
的微管式膜进行过滤，
5nm
精度过滤即可拦截
99%
以上的胶体类氟化钙，获得最佳的泥水分离，使得最终排放水体的废水处理到...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种去除水中氟离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将浓度在
100
‑
1000mg/L
的原水通过一级反应槽采用氢氧化钙和氯化钙反应，控制
pH
在9‑
10
，去除水中氟化物，通过一级除氟沉淀池采用沉淀的方式达到出水氟化物在
25mg/L
；步骤二：将一级除氟沉淀池沉淀后的液体在二级反应槽采用
PFS
和氯化钙反应，控制
pH
在9‑
9.5
，去除水中氟化物，通过二级除氟沉淀池采用沉淀的方式达到出水氟化物在
8mg/L
；步骤三：将二级除氟沉淀池沉淀后的液体在三级反应槽采用
PAC、
碳酸钠反应，控制
pH
在8‑9，去除水中氟化物，采用膜过滤的方式达到出水氟化物在
1mg/L
；步骤四：在步骤三反应过程中投加氟化钙晶种以诱导氟化钙从水中结晶，是现在低浓度情况下氟化钙的析出，同时投加磷酸钠以加强反应形成氟磷酸钙，同时磷酸钠可去除过量的钙离子，形成磷酸钙沉淀，加快反应形成；步骤五：在步骤三反应过程产水的悬浮物在
10
‑
100ppm
，悬浮物量较小，但由于在低浓度下生成水合物，沉降性能不佳，采用通道为
3mm
的微管式膜进行过滤，获得最佳的泥水分离
。2.
根据权利要求1所述的一种去除水中氟离子的方法，其特征在于，所述步骤五过程中的微管式膜，通道为
3mm
，可容纳最高
3000ppm
的悬浮物过滤，微管式膜过滤采用亲水疏油性膜材料，在过滤运行过程中悬浮胶体会吸附到膜材料表面，微管式膜每
30min
，反洗恢复膜通量，微管式膜定期通过
50
摄氏度的热碱液进行污染悬浮胶体去除，恢复膜材料的亲水性能
。3.
根据权利要求1所述的一种去除水中氟离子的方法，其特征在于，所述步骤三过滤浓缩的悬浮颗粒回到步骤一或步骤二，成为步骤一
、
步骤二反应的晶种，以提高步骤一
、
步骤二反应的反应速率
。4.
一种去除水中氟离子的反应沉淀装置，基于权利要求3所述一种去除水中氟离子的方法的应用，其特征在于，包括反应沉淀组件（1），所述反应沉淀组件（1）内部设有排液输送组件（2），所述排液输送组件（2）一侧设有自动控制组件（3），所述排液输送组件（2）一侧设有膜过滤组件（4）
。5.
根据权利要求4所述的一种去除水中氟离子的反应沉淀装置，其特征在于，所述反应沉淀组件（1）包括第一反应池（
101
），所述第一反应池（
101
）一侧设有第一除氟沉淀池（
102
），所述第一除氟沉淀池（
102
）一侧设有第二反应池（
103
），所述第二反应池（
103
）一侧设有第二除氟沉淀池（
104
），所述第二除氟沉淀池（
104
）一侧设有第三反应池（
105
）
。6.
根据权利要求5所述的一种去除水中氟离子的反应沉淀装置，其特征在于，所述排液输送组件（2）包括输液泵（
201
），所述输液泵（
201
）通过输液管（
203
）分别安装于第一反应池（
101
）和第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：方丽娜，沈斌，王立江，周睿，张园园，
申请(专利权)人：杭州碟滤膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：