專利名稱：一種高含氟污水的處理方法
一種高含氟污水的處理方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理技術(shù)，特別是屬于一種在氟化工行業(yè)中對高濃度 氟化物廢水進(jìn)行處理的方法。背景技術(shù)：
氟是人體必需的微量元素之一，飲用水氟含量缺乏時，易患齲齒病，相反，如果長期飲用含氟濃度高于1 mg/L的飲用水，則又會引起氟斑牙病，嚴(yán)重時還 會引起氟骨病。按照國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)廢水氟離子濃度應(yīng)低于10 mg/L，飲用水氟 離子濃度應(yīng)低于1 mg/L。目前，國內(nèi)外所采用的含氟污水處理方法主要有鈣鹽沉淀法、鋁鹽沉淀法、吸附法和其它類方法(例如冷卻法、樹脂交換法、活性炭、反滲透、電滲析等)。其中吸附法主要適用于低濃度的含氟(3mg/L以下)飲用水的脫氟， 且處理水量?。黄渌惙椒?，由于成本太高，實(shí)踐中很少應(yīng)用。因此，工業(yè)上含氟污水常用的處理方法為鈣鹽沉淀法和鋁鹽沉淀法。對于高濃度含氟工業(yè)廢水，則以鈣鹽沉淀法為主，通過向廢水中投加石灰，使氟離子與鈣離子生成CaF2沉淀而除去。因此，該方法具有工藝簡單、處理方便、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于如下原因，該法在實(shí)際應(yīng)用中存在不足氟離子是一種化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷姆墙饘匐x子，大多數(shù)氟化物的溶解度相當(dāng)大。18t:時，氟化鈣在水中的溶解度為16.3mg/L，按氟離子計(jì)為7.9mg/L;如果水中含有一定量的鹽類，例如氯化鈉、硫酸鈉、氯化銨，就會增大氟化鈣的溶解度。因此，用石灰處理后的廢水中，氟含量一般不會低于20 30 mg /L。盡管石灰價格便宜，但溶解度低，只能以乳狀液投加，由于生成的CaF2 沉淀會包裹在Ca (0H) 2顆粒的表面，使之不能被充分利用，因而用量大。再則， 投加石灰乳時，即使其用量使廢水PH達(dá)到12，也只能使廢水中氟離子下降到 15 mg/L左右，且水中懸浮物含量很高，不能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，治理難度大的原因還在于CaF2是一種非常細(xì)微的顆粒物，比重小、 粘度大，因而使分離CaF2變得非常麻煩，從而導(dǎo)致廢水含氟量超標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種高濃度含氟污水的 處理方法，使處理后的工業(yè)污水氟離子濃度降至10mg/L以下，符合國家排污標(biāo) 準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本處理方法包括以下步驟一種高含氟污水的處理方法，其特征是利用四只依次溢流反應(yīng)池，按照 鈣氟二3: l重量比，使污水與濃度為5%的氫氧化鈣溶液在1#反應(yīng)池內(nèi)充分混 合；2tt反應(yīng)池內(nèi)，使ltt池溢流水與濃度為8%、重量為40%氫氧化鈣乳液的氯化 鈣溶液充分混合；3#反應(yīng)池內(nèi)，使2射也溢流水與濃度為1%、重量為2裕也溢流水 量的40mg/l的聚鋁溶液混合；4#反應(yīng)池內(nèi)，使3射也溢流水與濃度為10 %、重 量為3射也溢流水量的20mg/l的聚丙烯酰胺溶液混合；從賴反應(yīng)池出來的處理 水送入一輻流式沉淀池，輻流式沉淀池上層液排入清水池，下層污泥抽吸至污 泥濃縮罐，進(jìn)一步沉淀、分離。如上所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述四只依次溢流反應(yīng)池的進(jìn)水口均設(shè)有導(dǎo)流區(qū)，氫氧化鈣乳液、氯化鈣溶液、PAC溶液或PAM 溶液均投放在導(dǎo)流區(qū)內(nèi)。如上所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述輻流式沉淀 池采用中心進(jìn)水，下部中心重力排泥方法，進(jìn)行上層清水和污泥分離。如上所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述四只依次溢 流反應(yīng)池內(nèi)均設(shè)有框式攪拌機(jī)。有益效果本發(fā)明綜合、改良利用了含氟污水處理中的鈣鹽沉淀法和鋁鹽 沉淀法，即"四步法"進(jìn)行處理，依次在四個反應(yīng)池內(nèi)完成中和、混合、絮凝 和混凝過程。前兩步為鈣鹽沉淀法，即首先投加略過量的氫氧化鈣形成氟化 鈣沉淀去除氟離子，再投加CaCL，加強(qiáng)"同離子效應(yīng)"，來降低氟化鈣在水中 的溶解度，使含氟廢水中的氟離子，絕大部分成為沉淀被分離。通過此步處理 后可以保證廢水中的氟離子濃度低于10mg/L。后兩步為鋁鹽沉淀法，即利用 聚合鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)形成絮凝劑和混凝劑，對廢水中的氟離子 及氟鹽進(jìn)行配體交換、物理吸附、巻掃，將氟化鈣顆粒全部形成大的礬花，使 其沉淀后脫離廢水，從而進(jìn)一步降低廢水中氟離子的濃度，使生成的沉淀物快 速聚凝沉淀。再則，采用大容量的輻流沉淀池，形成足夠的停留時間，來保證 "礬花"的沉淀安全，這樣就可以安全地保證排出廢水氟離子濃度不超標(biāo)。輻流式沉淀池采用中心進(jìn)水，下部中心重力排泥，從而保證沉淀不被泛起， 比其他沉淀方法和排泥方法要可靠。上述方法處理后的排放水，經(jīng)浙江省環(huán)保局和衢州市環(huán)保局檢測，COD《 100， F—濃度〈10mg/1， PH值6—9，符合國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明與其他含氟污水處理方法相比較其優(yōu)點(diǎn)在于1、處理后含氟量少于8ppm，完全可達(dá)標(biāo)排放；2、 處理成本較低。先用價格較便宜的石灰乳和氯化鈣處理含氟廢水，使氟 離子濃度低于10mg / L。再投加少量價格高的PAC和PAM，就可進(jìn)一步降低氟離 子含量，使沉淀物快速沉淀分離。廢水從調(diào)節(jié)池一次提升到位，然后利用高差， 自流出水，不需要再進(jìn)行二次提升，有利于節(jié)電和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)。3、 處理過程不用加水；處理后的水大部分回收利用，石灰乳液制備用水、 絮凝劑溶解用水均采用處理后的廢水；4、 工藝操作簡便、實(shí)用日處理廢水(含氟量為1200mg/L)量大，可達(dá) 1000m3/d。
圖1為污水處理丁藝及設(shè)施說明示意圖。 圖2為輻流式沉淀池立面示意圖。圖中石灰溶液制備區(qū)l，加料區(qū)2，石灰乳投加裝置21，氯化鈣投加裝置 22， PAC儲罐23， PAM儲罐24; lft反應(yīng)池3， 2tt反應(yīng)池4， 3共反應(yīng)池5， 4tt反應(yīng) 池6，輻流式沉淀池7，地面71，輻流式沉淀池底72，清水池8，污泥井9，污 泥濃縮罐IO，污泥濃縮罐ll，污泥井12，污水調(diào)節(jié)池13。
具體實(shí)施方式參見圖1。石灰溶液制備區(qū)1與石灰乳投加裝置21之間由管道連通，依靠 泵將石灰溶液輸送至石灰乳投加裝置21內(nèi)。加料區(qū)2與四只反應(yīng)池構(gòu)成整體， 為一幢二層平房，加料區(qū)2設(shè)在二層，使石灰乳投加裝置2]，氯化鈣投加裝置 22， PAC儲罐23和PAM儲罐24對應(yīng)設(shè)置在四只反應(yīng)池上方，形成落差。污水調(diào) 節(jié)池13是一地下建構(gòu)物，輻流式沉淀池7為半地下建構(gòu)物，污水采用泵送入1# 反應(yīng)池3。 4#反應(yīng)池6與輻流式沉淀池7的中部具有管道連通，采用自流方式輸 送。四只反應(yīng)池是核心處理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)由上部進(jìn)導(dǎo)流區(qū)，然后，自流到反應(yīng)池 的攪拌區(qū)，再溢流至下一反應(yīng)池，四個池依次完成中和、混合、絮凝和混凝過程。實(shí)施例1:車間含氟廢水收集至污水調(diào)節(jié)池13，檢測其F—濃度為1200mg/1，污水經(jīng)廢 水提升泵灌到氫氧化鈣中和1#反應(yīng)池(內(nèi)有攪拌裝置)的量為40m7h，則廢水 中氟的含量為1.2kg/VX40m7h二48kg/h;需要加入的Ca的含量為48kgX3" 150kg，折算為Ca(OH)2為280kg，在石灰乳制備區(qū)配置成5%的石灰乳液，為5600kg 乳液，經(jīng)泵送到石灰乳投加裝置(即石灰溶液儲罐，內(nèi)有攪拌裝置)，經(jīng)流量計(jì) 自流到1#反應(yīng)池，與含氟污水發(fā)生中和反應(yīng)，生成氟化鈣沉淀。檢測其PH值為510. 2，溢流至2tt反應(yīng)池(內(nèi)有攪拌裝置)。氯化鈣的投加量為280kgX40%=112kg， 在溶藥間配置8%氯化鈣溶液為1400kg，經(jīng)泵到氯化鈣投加裝置(即氯化鈣計(jì)量 箱)經(jīng)流量計(jì)自流到池中，加強(qiáng)"同離子效應(yīng)"。檢測其PH值，為8.5。污水流 入PAC反應(yīng)池3， PAC加入量為40g/m'JX40m3=1.6kg，按照2kg的量，配置1% 溶液為2001/h，聚合鋁溶液也在加藥間配置，經(jīng)泵到計(jì)量箱，從PAC計(jì)量箱自 流加入PAC反應(yīng)池，對氟離子及氟鹽進(jìn)行配體交換、物理吸附、巻掃、沉淀等。 檢測其PH值為8，污水溢流到PAM反應(yīng)池4， PAM加入量為20g/m3X 40m3=0. 8kg， 按照lkg的量，配置10%溶液為10001/h，其溶液在加藥間配置，經(jīng)泵到計(jì)量箱， 從PAM計(jì)量箱自流加入PAM反應(yīng)池，自流入池中的PAM溶液，使氟化鈣顆粒全 部形成大的"礬花"。處理后的污水經(jīng)檢測PH值為7.5，經(jīng)管道自流至輻流式沉 淀池中部進(jìn)。大容量的輻流式沉淀池，給"礬花"形成足夠的停留時間，"礬花"沉淀完 全后，經(jīng)刮泥機(jī)從沉淀池下部中心重力排泥。污泥經(jīng)污泥泵打入污泥濃縮罐(兩 個，輪流使用)，靜置后罐內(nèi)上面清夜自流到調(diào)節(jié)池，污泥經(jīng)攪拌后由螺桿泵打 到壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液流至調(diào)節(jié)池，濾餅外賣。檢測清水PH為7.2， COD為 45， F—為7.5mg/1，達(dá)標(biāo)，部分清水溢流至清水池，由清水泵打回，循環(huán)利用， 小部分排放。實(shí)施例2:車間含氟廢水收集至污水調(diào)節(jié)池，檢測其r濃度為800mg/1，污水經(jīng)廢水提 升泵灌到氫氧化鈣中和反應(yīng)池1 (內(nèi)有攪拌裝置)的量為30mVh，則廢水中氟的 含量為0. 8kg/m3X30nf7h二24kg/h;需要加入的Ca的含量約為24kgX3&75kg,折 算為Ca(0H)2為140kg，在石灰乳制備區(qū)配置成5%的石灰乳液，為2800kg乳液， 經(jīng)泵到石灰乳投加裝置(即石灰乳儲罐，內(nèi)有攪拌裝置)，經(jīng)流量計(jì)自流到反應(yīng) 池，與含氟污水發(fā)生中和反應(yīng)，生成氟化鈣沉淀。檢測其ra值為10.5，溢流至 氯化鈣反應(yīng)池2 (內(nèi)有攪拌裝置)。氯化鈣的投加量為140kgX40。/。二56kg，在溶 藥間配置8%氯化鈣溶液為700kg，經(jīng)泵到氯化鈣投加裝置(即氯化鈣計(jì)量箱) 經(jīng)流量計(jì)自流到池中，加強(qiáng)"同離子效應(yīng)"。檢測其PH值，為8.7。污水流入 PAC反應(yīng)池3， PAC加入量為40g/m3X30m3=1.2kg，按照1. 5kg的量，配置1%溶 液為1501/h，聚合鋁溶液也在加藥間配置，經(jīng)泵到計(jì)量箱，從PAC計(jì)量箱自流 加入PAC反應(yīng)池，對氟離子及氟鹽進(jìn)行配體交換、物理吸附、巻掃、沉淀等。 檢測其PH值為7. 6，污水溢流到PAM反應(yīng)池4， PAM加入量為20g/m3 X 30m3=0. 6kg， 按照lkg的量，配置10%溶液為10001/h，其溶液在加藥間配置，經(jīng)泵到計(jì)量箱， 從PAM計(jì)量箱自流加入PAM反應(yīng)池，自流入池中的PAM溶液，使氟化鈣顆粒全部形成大的"礬花"。處理后的污水經(jīng)檢測PH值為7.2，經(jīng)管道自流至輻流式沉 淀池中部進(jìn)。大容量的輻流式沉淀池，給"礬花"形成足夠的停留時間，"礬花"沉淀完 全后，經(jīng)刮泥機(jī)從沉淀池下部中心重力排泥。污泥經(jīng)污泥泵打入污泥濃縮罐(兩 個，輪流使用)，靜置后罐內(nèi)上面清夜自流到調(diào)節(jié)池，污泥經(jīng)攪拌后由螺桿泵打 到壓濾機(jī)進(jìn)行過濾，濾液流至調(diào)節(jié)池，濾餅外賣。檢測清水PH為7， C0D為 70， F—為9mg/1，達(dá)標(biāo)，部分清水溢流至清水池，由清水泵打回，循環(huán)利用，小 部分排放。
權(quán)利要求
1、一種高含氟污水的處理方法，其特征是利用四只依次溢流反應(yīng)池，按照鈣∶氟＝3∶1重量比，使污水與濃度為5％的氫氧化鈣溶液在1#反應(yīng)池(3)內(nèi)充分混合；2#反應(yīng)池(4)內(nèi)，使1#池溢流水與濃度為8％、重量為40％氫氧化鈣乳液的氯化鈣溶液充分混合；3#反應(yīng)池(5)內(nèi)，使2#池溢流水與濃度為1％、重量為2#池溢流水量的40mg/l的聚鋁溶液混合；4#反應(yīng)池(6)內(nèi)，使3#池溢流水與濃度為10％、重量為3#池溢流水量的20mg/l的聚丙烯酰胺溶液混合；從4#反應(yīng)池出來的處理水送入一輻流式沉淀池(7)，輻流式沉淀池(7)上層液排入清水池(8)，下層污泥抽吸至污泥濃縮罐(10，11)，進(jìn)一步沉淀、分離。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述 四只依次溢流反應(yīng)池的進(jìn)水口均設(shè)有導(dǎo)流區(qū)，氫氧化鈣乳液、氯化鈣溶液、PAC 溶液或PAM溶液均投放在導(dǎo)流區(qū)內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述 輻流式沉淀池(7)采用中心進(jìn)水，下部中心重力排泥方法，進(jìn)行上層清水和污 泥分離。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種高濃度含氟污水的處理方法，其特征是所述四只依次溢流反應(yīng)池內(nèi)均設(shè)有框式攪拌機(jī)。
全文摘要
一種高含氟污水的處理方法，利用四只依次溢流反應(yīng)池，按照鈣∶氟＝3∶1重量比，使污水與濃度為5％的氫氧化鈣溶液在1#反應(yīng)池內(nèi)充分混合；2#反應(yīng)池內(nèi)，使1#池溢流水與濃度為8％、重量為40％氫氧化鈣乳液的氯化鈣溶液充分混合；3#反應(yīng)池內(nèi)，使2#池溢流水與濃度為1％、重量為2#池溢流水量的40mg/l的聚鋁溶液混合；4#反應(yīng)池內(nèi)，使3#池溢流水與濃度為10％、重量為3#池溢流水量的20mg/l的聚丙烯酰胺溶液混合；從4#反應(yīng)池出來的處理水送入一輻流式沉淀池，輻流式沉淀池上層液排入清水池，下層污泥抽吸至污泥濃縮池，進(jìn)一步沉淀、分離。處理后的工業(yè)污水氟離子濃度降至10mg/L以下，符合國家排污標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號C02F1/58GK101402493SQ20081012206
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者剛 葉, 章明華, 謝鄂民 申請人:浙江漢盛氟化學(xué)有限公司