一种含氟废水的资源化多级综合处理方法及设备技术

本发明专利技术公开一种含氟废水的资源化多级综合处理方法及设备，包括以下步骤：(1)调节含氟废水pH至5‑6，加金属螯合剂，优化重金属离子总浓度≦1.5mg/L；(2)调节PH至8‑9，按0.2‑0.4g/L的投量加入三硅酸镁，再加入氯化镁，使[Mg

A multi-stage comprehensive treatment method and equipment for fluorine-containing wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种含氟废水的资源化多级综合处理方法及设备
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种含氟废水的资源化多级综合处理方法及设备。
技术介绍
在工业上，金属冶炼、铝加工、炼焦、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物，例如，生产玻璃的制造厂排放废水中氟含量达200-2000mg/L，生产氟酸的化工厂排放废水中氟含量达1000mg/L以上，磷肥厂排放废水中氟含量达1500mg/L。根据国家工业废水排放标准GB8978-1996中的一级和二级标准规定,氟离子浓度应小于10mg/L，为了达到排放标准，都需要经过降氟处理。目前，国内外关于含氟废水的处理方法主要包括沉淀法、吸附法、反渗透法、生化法、液膜法和电凝聚法等。考虑实际运行成本及处理效果，沉淀法成为工业上最常用的脱氟方法，又分为化学沉淀法和混凝沉淀法。化学沉淀法预先通过适量碱调节含氟废水PH，再引入生石灰、石灰乳、钙盐或其他金属盐等沉淀剂，引发沉淀反应，由于含氟废水还含有其他金属离子，如Ag+、Cu2+、Co3+、Ni3+等，可与反应体系中OH-发生共沉淀作用，不利于高纯氟化物的回收利用。混凝沉淀法是在含氟废水中投加混凝剂，形成胶体，吸附F-，再经过絮凝处理，将F-转移至絮凝物中，但水体中还存在溶解态的含氟络合物，脱氟不彻底，同时，絮凝物还存在大量悬浮物、有机物、金属离子等杂质，氟在混合沉降底泥中的含量低，回收利用难度高。另外，含氟废水中氟元素的回收利用形式主要为氟化钙晶体，如申请号为CN201410116814.1的专利，公开一种含氟废水处理及其产生的含氟污泥资源化利用的方法，通过将含氟废水转化为氟化钙和氟化氢减少氟污染和氟资源的浪费；申请号为CN201610463012.7的专利，公开含氟废水回收制取高纯人造萤石工艺，以担体结晶的方式高效提取废水中的氟成分，制备出氟化钙人造萤石产品；申请号为CN201610171852.6的专利，公开一种高浓度含氟废水多级处理原位制备高纯CaF2的方法，以石灰为钙源，原位制备CaF2；而以MgF2晶体形式资源化回收氟元素却鲜有报道。综上所述，提供一种多级综合处理含氟废水方法，以降低废水中金属离子、悬浮物、有机物、胶质含量，并资源化利用氟离子生产高纯氟化镁，将在含氟废水处理
具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种含氟废水的资源化多级综合处理方法及设备。本专利技术的技术方案概述如下：一种含氟废水的资源化多级处理方法，包括以下步骤：(1)沉淀除杂：调节含氟废水pH至5-6，再加入金属螯合剂，优化重金属离子总浓度≦1.5mg/L，过滤除去沉积底泥；(2)制备以三硅酸镁为晶核的氟化镁：调节步骤(1)所得含氟废水滤液pH至8-9，按0.2-0.4g/L的投量加入三硅酸镁，搅拌均匀后，再加入氯化镁，使[Mg2+]/[F-]为1.2-1.8,以500rpm的转速快速搅拌3-6h，形成以三硅酸镁为内源晶核的氟化镁结晶，过滤、洗涤、烘干后，得到高纯氟化镁；(3)生化处理：调节步骤(2)所得滤液pH至6-7，按1-5g/L投量加入活性污泥，25℃连续曝气处理，至出水COD≦100mg/L，BOD/COD≧0.3；(4)絮凝除杂：按5-7g/L的投量向步骤(3)所得处理液中加入复合絮凝剂，静置过夜，固液分离，使出水F-浓度≦7.5mg/L，SS≦150mg/L。优选的是，所述金属螯合剂包括葡糖酸-δ-内酯、腐殖酸、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、氧化硬脂精、山梨糖醇中的一种或多种。优选的是，所述含氟废水中F-浓度≧1500mg/L，SS≧600mg/L，COD≧1000mg/L，BOD/COD≦0.1，重金属离子浓度≧25mg/L，该重金属离子包括Ag+、Cu2+、Co3+、Ni3+。优选的是，所述三硅酸镁粒径为0.01-1μm。优选的是，所述氟化镁纯度达90％以上，粒径为0.01-0.5mm。优选的是，所述复合絮凝剂由壳聚糖接枝聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚合硫酸铁、聚硅酸硫酸铁组成，且各组分质量比为2:0.5:1:1。本专利技术还提供一种含氟废水的资源化多级综合处理设备，包括：第一沉淀池、第二沉淀池、搅拌结晶器以及第三沉淀池，还包括pH液箱、含镁调节箱、活性污泥池、复合絮凝剂箱以及曝气机和金属螯合剂箱，该pH液箱通过管依次连接有第一泵、第一电磁阀，所述第一电磁阀连接有第一管路、第二管路以及第三管路，其中：所述第一管路与第一沉淀池连通，所述第二管路与第一沉淀池连通，所述第三管路与第三沉淀池连通，所述第一沉淀池、第二沉淀池之间连通，所述搅拌结晶器分别与第二沉淀池、第三沉淀池之间连通，所述含镁调节箱连接有第一输送泵，该第一输送泵通过管与第二沉淀池连通，所述活性污泥池连接有第二输送泵，该第二输送泵与第三沉淀池连通，所述复合絮凝剂箱连接有第二泵，该第二泵与第三沉淀池连通，所述曝气机与第三沉淀池连通，所述金属螯合剂箱通过第六泵与第一沉淀池连通。优选的是，还包括PLC控制器，该PLC控制器电性连接搅拌结晶器、曝气机、第一泵、第一电磁阀、第一输送泵、第二输送泵、第二泵、第六泵。优选的是，所述第一沉淀池连接有输入管，该输入管上设置有阀，所述第一沉淀池内设置有过滤器，第一沉淀池、第二沉淀池之间的管路输入端连接到过滤器，且管路上依次设置有第三泵、第一流量计，第二沉淀池、搅拌结晶器之间的管路上设置有第四泵，搅拌结晶器与第三沉淀池之间的管路上设置有第二流量计，所述第三泵、第一流量计、第四泵、第二流量计分别与PLC控制器电性连接。优选的是，所述第三沉淀池内设置有加热器，所述第三沉淀池通过管路连接有第五泵，所述加热器、第五泵分别与PLC控制器电性连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术联合化学沉淀法、混凝沉淀法、生化法等处理方法对含氟废水进行多级综合治理，实现重金属离子、氟离子、有机污染物、悬浮物的分段去除或降解，使处理后的废水达到排放标准。(2)本专利技术预先将含氟废水中的杂金属元素分离出来，避免在氟化镁制备过程中，杂金属离子与氢氧根发生共沉淀作用，降低氟化镁晶体的纯度，并以三硅酸镁作为氟化镁晶体的生长晶核，由于三硅酸镁结构中含有大量与外界贯通的空穴和孔道，对MgF2晶体的生长速度和生长大小具体调控作用。(3)本专利技术对含氟废水进行有效处理，避免氟污染和氟资源的浪费，生产出的氟化镁晶体纯度高、含水量低，可应用于光学增透减反材料、红外光偏振材料、催化剂载体、金属助熔剂、铝电解及窗口元件等。(4)本专利技术的一种含氟废水的资源化多级综合处理设备具有处理效率高，能够将含氟废水进行有效处理，实现含氟废水的资源化回收利用，而且设备各部件易清洗、更换维护等。附图说明图1为专利技术一种含氟废水的资源化多级综合处理设备示意图。图中：1第一沉淀池、2第二沉淀池、3搅拌结晶器、4第三沉淀池、5pH液箱、6含镁调节箱、7活性污泥池、8复合絮凝剂箱、9曝气机、10加热器、11第五泵、12第一泵、13第一电磁阀、14第二管路、15第三管路、16第一管路、17过滤器、18第三泵、19第一流量计、20第一输送泵、21第四泵、22第二流量计、23第二输送泵、24第二泵、25输入管、26阀、27金属螯合剂箱、28第六泵。具体实施方式下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)沉淀除杂：调节含氟废水pH至5‑6，再加入金属螯合剂，优化重金属离子总浓度≦1.5mg/L，过滤除去沉积底泥；(2)制备以三硅酸镁为晶核的氟化镁：调节步骤(1)所得含氟废水滤液pH至8‑9，按0.2‑0.4g/L的投量加入三硅酸镁，搅拌均匀后，再加入氯化镁，使[Mg

【技术特征摘要】
1.一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)沉淀除杂：调节含氟废水pH至5-6，再加入金属螯合剂，优化重金属离子总浓度≦1.5mg/L，过滤除去沉积底泥；(2)制备以三硅酸镁为晶核的氟化镁：调节步骤(1)所得含氟废水滤液pH至8-9，按0.2-0.4g/L的投量加入三硅酸镁，搅拌均匀后，再加入氯化镁，使[Mg2+]/[F-]为1.2-1.8,以500rpm的转速快速搅拌3-6h，形成以三硅酸镁为内源晶核的氟化镁结晶，过滤、洗涤、烘干后，得到高纯氟化镁；(3)生化处理：调节步骤(2)所得滤液pH至6-7，按1-5g/L投量加入活性污泥，25℃连续曝气处理，至出水COD≦100mg/L，BOD/COD≧0.3；(4)絮凝除杂：按5-7g/L的投量向步骤(3)所得处理液中加入复合絮凝剂，静置过夜，固液分离，使出水F-浓度≦7.5mg/L，SS≦150mg/L。2.根据权利要求1所述一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，所述金属螯合剂包括葡糖酸-δ-内酯、腐殖酸、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、氧化硬脂精、山梨糖醇中的一种或多种。3.根据权利要求1所述一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，所述含氟废水中F-浓度≧1500mg/L，SS≧600mg/L，COD≧1000mg/L，BOD/COD≦0.1，重金属离子浓度≧25mg/L，该重金属离子包括Ag+、Cu2+、Co3+、Ni3+。4.根据权利要求1所述一种含氟废水的资源化综合处理方法，其特征在于，所述三硅酸镁粒径为0.01-1μm。5.根据权利要求1所述一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，所述氟化镁纯度达90％以上，粒径为0.01-0.5mm。6.根据权利要求1所述一种含氟废水的资源化多级综合处理方法，其特征在于，所述复合絮凝剂由壳聚糖接枝聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚合硫酸铁、聚硅酸硫酸铁组成，且各组分质量比为2:0.5:1:1。7.一种含氟废水的资源化多级综合处理设备，其特征在于，包括：第一沉淀池(1)、第二沉淀池(2)、搅拌结晶器(3)以及第三沉淀池(4)，还包括pH液箱(5)、含镁调节箱(6)、活性污泥池(7)、复合絮凝剂箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文娜，刘伟，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34