含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备制造技术

技术编号:14196854 阅读:81 留言:0更新日期:2016-12-15 17:14
含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备,CaCl2储槽(1)和含氟废水入口(4)接入前级化学混凝反应槽(7),稀释水储槽(3)和前级化学混凝反应槽(7)接入流体化床(8),流体化床(8)通过水流分布器(802)控制上流速度形成流体化,槽内装填有担体(801),流体化床(8)顶部接入后级化学混凝反应槽(11)。能在温和易控条件下快速、高效地去除废水中的氟,操作简便,对高浓度含氟废水和含氟污泥均进行有效的处理,药剂消耗量小,能在排放不超标和控制废水处理成本之间取得良好的平衡。自动化程度高,投资运行费用较低,产生的氟化钙晶体含水率低、易于分离、纯度高,便于作为工业原料利用,有很广阔的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种针对含氟废水的处理设备,属于污水处理及资源回收利用领域,尤其是含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备
技术介绍
近年来,我国氟化工产业发展迅速,氟化工行业也将是化工领域内发展速度最快的行业之一。但是,氟化工产业迅猛发展带来的环境威胁,已成为该产业持续发展最大的障碍。一方面由于氟化工产品制造过程中会产生大量的含氟废水,很容易污染水体、土壤和植物。另一方面,由于废水处理中的氟元素绝大部分最终都进入到污泥中,因此污泥中的氟含量较高,在储存、运输和处置过程中,很容易造成较为严重和广泛的二次污染,而这种对土壤和地下水的污染一旦形成,恢复难度极大。因此,含氟废水处理过程中产生的含氟污泥对环境带来的威胁和危害远高于废水,其减量化、无害化和资源化成为亟待解决的难题。目前,化工、有色金属冶金、玻璃、电子、电镀、光伏等行业排放的废水常含有高浓度氟化物,造成水环境的氟污染,例如玻璃的制作、电镀制作、铝和钢的炼制以及半导体元件的制作等,普遍使用大量的氟化物类化学品,因而衍生出含氟废水的处理问题。含氟废水治理技术研究一直是国内外环保领域的重要课题。国内外常用的除氟方法主要有沉淀法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、膜分离法和吸附法。在含氟工业废水处理上的方法主要有石灰中和沉淀法和混凝沉淀法。氟酸系废水是半导体业主要的废水排放之一,其主要来源为:(1)晶圆清洗及湿蚀刻时使用氢氟酸后所产生的废水、(2)回收水系统中再生树酯后所产生之废水及(3)机台端局部废气处理设施(Local Scrubber)和中央废气洗涤塔(Central Scrubber)所排放废水,一般多采用加药(如CaCl2或Ca(OH)2)、混凝、沉淀的传统处理方式来去除废水中的氟离子。然而过程中须加入大量的药剂,处理后产生数量庞大的氟化钙污泥,且其含水率高达60-80%,不论是加药费用,或是污泥之处理费用,皆须负担高额的处理成本。传统的沉淀处理通常需要经过加药-混凝-沉淀-脱水的过程,该方法存在很多的缺陷和风险。首先因为选用石灰作为含钙沉淀剂,所以处理过程中对温度的控制存在困难,控制不当甚至会存在爆炸风险。虽然目前采用开放式反应槽以控制温度,但这又会存在吸附空气中的二氧化碳产生碳酸钙沉淀的问题。其次因为对钙盐的控制范围没有选择性,所以对混合酸也没有选择性,产生混合钙盐,无法分离。而处理污泥时仍以含氟污泥标准处理,只能填埋,并做好防渗水准备,无法焚烧,成本较高。另外,沉淀过程中产生的大量污泥含水率高、沉降性差、固液分离困难,并生成很多粒径细小的颗粒物,造成污染物出水效果不佳,污泥难以回用及堆存占地大等问题,形成了二次固废污染及废水中有价成分的浪费。传统混凝沉淀法处理氟酸系废水主要是利用加入之CaCl2中带正电荷之钙离子与水中带负电荷之氟离子形成氟化钙(CaF2(s)),再藉由添加混凝剂(PAC)与助凝剂(Polymer)生成氟化钙污泥,并流经沉淀池将氟化钙污泥沉淀去除,上澄液则放流。即:废水+CaCl2/Ca(OH)2+PAC+Polymer→CaF2(s),沉淀于槽底,不易排出。总之,氟化物污染控制技术随着污染防制法规日渐严格而益形重要,目前已有一些实用的技术,包括,钙盐沉淀法、镁盐沉淀法、硫酸铝(明矾)混凝法、天然骨灰或合成氨氧基磷灰石处理法、合成离子交换树脂处理法、活性矾土吸附法、冰晶石生成法、胶状氢氧化铝沈淀法和流体化床结晶法(CaF2)等,但其应用却存在各种限制。最常用的方法为以钙盐沈淀去除,放流水约为12~30mg/l,废水分流处理在利用其他废水稀释,是使放流水降低氟化物浓度的一种策略措施,在饮用水处理可行的技术亦可应用于工业废水除氟上,但仍须了解工业废水的特性,钙盐沈淀法之后续高级处理步骤相当需要,且能显着降低氟化物排放浓度,一般使用过滤法,除氟技术中一般会增加处理水中的溶解性固体浓度。作为改进技术,流体体化床结晶应用于废水处理的实践研究的一项试验中,处理半导体业氟酸系废水,依据水质排放特性,处理之氟离子当量约可达到420kg/day,藉由控制钙氟比约0.5-1.2及流体化床结晶含水率10%的条件下,污泥每月产生量约349.8公吨,较传统混凝沉淀法所产生之污泥减少约66.7%,而整体处理费用为433.7万元,较传统混凝沉淀法之处理费用减少约45.9%左右。除能使工厂外排流水氟离子浓度符合环境标准之外,还能减少传统处理方法所需的加药量及污泥产生量,藉以降低整体废水之处理费用,达到降低污染、减轻环境负荷的目的。然而流体化床结晶技术亦有部分限制,其不适合处理高浓度之氟酸系废水,如氟离子浓度过高反而会降低处理效果,而且,流体化床结晶技术除了耗电量较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高浓度含氟废水硫化床法低排放净化处理设备,针对目前含氟废水处理过程中,工艺成本较高,而且仍然存在大量外排氟化钙污泥的缺点,在保证出水氟离子达标和得到可供回收利用的氟化钙污泥的前提下,可以减少药剂投加量,降低成本,对含氟废水和含氟污泥均进行有效的处理。本技术的目的将通过以下技术措施来实现:包括CaCl2储槽、稀释水储槽、含氟废水入口、前级化学混凝反应槽、流体化床和后级化学混凝反应槽;CaCl2储槽和含氟废水入口接入前级化学混凝反应槽,稀释水储槽和前级化学混凝反应槽接入流体化床,流体化床内装填有担体,流体化床顶部接入后级化学混凝反应槽。尤其是,还包括CaCl2储槽、浓度调整槽、稀释水储槽、含氟废水入口、进床废水储槽、pH调整槽、中和槽、放流水槽、后级化学混凝反应槽、快混槽、慢混槽、污泥沉淀槽、污泥浓缩槽和高浓废水槽;CaCl2储槽和稀释水储槽接入浓度调整槽,浓度调整槽分别接入前级化学混凝反应槽和流体化床;含氟废水入口分别接入pH调整槽和高浓废水槽,从pH调整槽分别接入前级化学混凝反应槽和高浓废水槽,前级化学混凝反应槽处理液接入进床废水储槽,前级化学混凝反应槽沉淀污泥接入污泥沉淀槽,进床废水储槽接入流体化床;流体化床顶部处理液分别接入中和槽和后级化学混凝反应槽,中和槽接入放流水槽然后外排;后级化学混凝反应槽再依次连接接入快混槽、慢混槽、污泥沉淀槽,并最后接入污泥浓缩槽,其中污泥浓缩槽部分处理液回流接入慢混槽。尤其是,还包括CaCl2储槽、浓度调整槽、稀释水储槽、含氟废水入口、进床废水储槽、pH调整槽、放流水槽、后级化学混凝反应槽、污泥沉淀槽、污泥浓缩槽和高浓废水槽;CaCl2储槽和稀释水储槽分别接入浓度调整槽,浓度调整槽分别接入前级化学混凝反应槽和一部流体化床;含氟废水入口接入pH调整槽,从pH调整槽分别接入前级化学混凝反应槽和高浓废水槽,前级化学混凝反应槽处理液接入进床废水储槽,进床废水储槽分别接入这一部流体化床和另一部流体化床;前级化学混凝反应槽沉淀污泥接入污泥沉淀槽,该二部流体化床顶部处理液均接入后级化学混凝反应槽,后级化学混凝反应槽的处理液接入中和槽后再接入放流水槽然后外排;后级化学混凝反应槽底部污泥再依次连接接入污泥沉淀槽并最后接入污泥浓缩槽。尤其是,流体化床包括内腔底部的水流分布器,而且,在流体化床内装填有担体,流体化床的壁上安装有连通流体化床内腔顶部和底部之间的回流管,该流体化床上还有药剂入口、待处理废水入口、盐剂入口、本文档来自技高网
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含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备

【技术保护点】
含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备,包括CaCl2储槽(1)、稀释水储槽(3)、含氟废水入口(4)、前级化学混凝反应槽(7)、流体化床(8)和后级化学混凝反应槽(11);其特征在于,CaCl2储槽(1)和含氟废水入口(4)接入前级化学混凝反应槽(7),稀释水储槽(3)和前级化学混凝反应槽(7)接入流体化床(8),流体化床(8)通过水流分布器(802)控制上流速度形成流体化,槽内装填有担体(801),流体化床(8)顶部接入后级化学混凝反应槽(11)。

【技术特征摘要】
1.含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备,包括CaCl2储槽(1)、稀释水储槽(3)、含氟废水入口(4)、前级化学混凝反应槽(7)、流体化床(8)和后级化学混凝反应槽(11);其特征在于,CaCl2储槽(1)和含氟废水入口(4)接入前级化学混凝反应槽(7),稀释水储槽(3)和前级化学混凝反应槽(7)接入流体化床(8),流体化床(8)通过水流分布器(802)控制上流速度形成流体化,槽内装填有担体(801),流体化床(8)顶部接入后级化学混凝反应槽(11)。2.如权利要求1所述的含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备,其特征在于,还包括CaCl2储槽(1)、浓度调整槽(2)、稀释水储槽(3)、含氟废水入口(4)、进床废水储槽(5)、pH调整槽(6)、中和槽(9)、放流水槽(10)、后级化学混凝反应槽(11)、快混槽(12)、慢混槽(13)、污泥沉淀槽(14)、污泥浓缩槽(15)和高浓废水槽(16);CaCl2储槽(1)和稀释水储槽(3)接入浓度调整槽(2),浓度调整槽(2)分别接入前级化学混凝反应槽(7)和流体化床(8);含氟废水入口(4)分别接入pH调整槽(6)和高浓废水槽(16),从pH调整槽(6)分别接入前级化学混凝反应槽(7)和高浓废水槽(16),前级化学混凝反应槽(7)处理液接入进床废水储槽(5),前级化学混凝反应槽(7)沉淀污泥接入污泥沉淀槽(14),进床废水储槽(5)接入流体化床(8);流体化床(8)顶部处理液分别接入中和槽(9)和后级化学混凝反应槽(11),中和槽(9)接入放流水槽(10)然后外排;后级化学混凝反应槽(11)再依次连接接入快混槽(12)、慢混槽(13)、污泥沉淀槽(14),并最后接入污泥浓缩槽(15),其中污泥浓缩槽(15)部分处理液回流接入慢混槽(13)。3.如权利要求1所述的含氟废水流化床结晶法低排放净化处理设备,其特征在于,还包括CaCl2储槽(1)、浓度调整槽(2)、稀释水储槽(...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪健豪钱建江王素毅
申请(专利权)人:杭州水之乐环保技术有限公司
类型:新型
国别省市:浙江;33

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