一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统论文和设计-洪卫

全文摘要

一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统包括：依次连通的调蓄水区、除氟反应器、絮凝区和沉淀区，所述沉淀区分别与清水区和固相处理区相连，用于将废水中固液分离；所述絮凝区包括依次相连的絮体成长区和絮凝反应区；所述固相处理区包括依次连通的剪切机、旋流分离器和污泥脱水系统，其中，所述旋流分离器的底端与絮体成长区相连接、所述旋流分离器的上端与污泥脱水系统相连接；在所述絮体成长区设置有高密度助沉载体投加系统；在絮凝反应区设置有助凝剂投加系统。本实用新型所述处理系统的反应速度快、除氟效率高。本实用新型大幅度提升含氟絮凝体的沉降性能，沉淀池表面负荷可达常规平流沉淀池的10倍以上，出水悬浮物稳定在20mg\/L以内。

主设计要求

1.一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，包括：依次连通的调蓄水区、除氟反应器、絮凝区和沉淀区，其特征在于，所述沉淀区分别与清水区和固相处理区相连，用于将废水中固液分离；所述絮凝区包括依次相连的絮体成长区和絮凝反应区；所述固相处理区包括依次连通的剪切机、旋流分离器和污泥脱水系统，其中，所述旋流分离器的底端与絮体成长区相连接、所述旋流分离器的上端与污泥脱水系统相连接；在所述絮体成长区设置有高密度助沉载体投加系统；在絮凝反应区设置有助凝剂投加系统。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，其特征在于，所述系统还包括药剂投加调控系统，用于自动向除氟反应器投放络合除氟药剂；所述药剂投加调控系统，还用于实时检测清水区内氟化物含量，在所述清水区内设置有氟化物在线检测系统，所述氟化物在线检测系统通过物联网络与所述药剂投加调控系统控制连接。

3.根据权利要求2所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，其特征在于，所述药剂投加调控系统控制除氟药剂配制投加系统向除氟反应器中投放络合除氟药剂。

4.根据权利要求1所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，其特征在于，所述除氟反应器内设置快速混合区和紊流反应区。

5.根据权利要求1所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，其特征在于，所述絮体成长区和絮凝反应区均包括池壁，在所述絮体成长区和絮凝反应区内分别设置有框式搅拌机，所述框式搅拌机的外框边缘离池壁最短距离不超过30cm。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，属于废水处理装置的技术领域。

背景技术

现代排放废水中含有过量氟，如不进行有效的处理不但会污染环境,危害农作物和牲畜的正常生长,更会严重影响人体健康。目前,我国有将近一亿人生活在高氟地区,氟受害者多达几千万人,除个别地区是由于自然因素外,大量含氟工业废水的排放造成自然水体的氟污染是主要因素之一。氟化物的过量摄入会导致氟中毒，破坏人体的钙、磷代谢，引起骨膜增生及生成骨刺等病变，危害人体健康，因此,为保护人类的生存环境,提高人们的生活质量,对含氟废水进行高效除氟一直是国内外环保及卫生领域的重要任务。现有技术领域对废水排放标准中对氟化物的排放进行了严格控制。

现有针对废水中氟化物的去除，目前主要的处理方法有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜过滤法等，其中，钙盐化学沉淀法因处理费用低廉，在实际工程中被广泛应用，但因为氟化钙的溶度积较高，处理出水氟化物通常在10mg\/L以上，难以达到氟化物1.5mg\/L以内的要求；采用铝盐、铁盐等的化学沉淀除氟法，除氟效率较钙盐化学沉淀法有所提高，但产生的含氟沉淀物絮体沉降性能差，导致沉淀池占地面积大、出水悬浮物高等问题；吸附法和离子交换法存在处理费用高的问题，且处理效果不稳定，存在二次污染隐患；膜过滤法可实现废水中氟化物的去除，但设备投资高、运行费用高、设备管理维护繁琐等问题突出，且浓缩液仍需进一步处理，限制了该技术在工程中的推广。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统包括：依次连通的调蓄水区、除氟反应器、絮凝区和沉淀区，其特征在于，所述沉淀区分别与清水区和固相处理区相连，用于将废水中固液分离；所述絮凝区包括依次相连的絮体成长区和絮凝反应区；所述固相处理区包括依次连通的剪切机、旋流分离器和污泥脱水系统，其中，所述旋流分离器的底端与絮体成长区相连接、所述旋流分离器的上端与污泥脱水系统相连接；在所述絮体成长区设置有高密度助沉载体投加系统；在絮凝反应区设置有助凝剂投加系统。其中所述剪切机用于对含氟絮体与高密度助沉载体进行剪切破坏，促使其两者有效分离。

根据本实用新型优选的，所述系统还包括药剂投加调控系统，用于自动向除氟反应器投放络合除氟药剂；所述药剂投加调控系统，还用于实时检测清水区内氟化物含量，在所述清水区内设置有氟化物在线检测系统，所述氟化物在线检测系统通过物联网络与所述药剂投加调控系统控制连接。

根据本实用新型优选的，所述药剂投加调控系统控制除氟药剂配制投加系统向除氟反应器中投放络合除氟药剂。

根据本实用新型优选的，所述除氟反应器2内设置快速混合区2-1和紊流反应区2-2。其中，快速混合区可实现加入的络合除氟药剂与废水发生快速和剧烈混合，使药剂均匀分散于废水中，促进药剂与废水中氟离子的碰撞机会；紊流反应区通过流态控制，促进氟化物不溶物微颗粒碰撞结合并逐步生长为较大絮体，利于后续含氟絮体与高密度助沉载体的结合和沉淀分离。

根据本实用新型优选的，所述絮体成长区和絮凝反应区均包括池壁，在所述絮体成长区和絮凝反应区内分别设置有框式搅拌机，所述框式搅拌机的外框边缘离池壁最短距离不超过30cm。该技术特征的优点是：可有效保证池内搅拌混合强度，避免搅拌“死角”，减少高密度助沉载体在池内的淤积，保障反应效果。

本实用新型的技术优势如下：

1、本实用新型所述处理系统的反应速度快、除氟效率高，使废水在反应区停留时间在20min以内，出水氟化物可控制在0.5mg\/L以内。

2、本实用新型所述处理系统通过高密度助沉载体与难沉降的含氟絮凝体形成结合体，大幅度提升含氟絮凝体的沉降性能，沉淀池表面负荷可达常规平流沉淀池的10倍以上，出水悬浮物稳定在20mg\/L以内。

3、本实用新型所述处理系统设置了简易、高效的助沉载体回收系统，使得载体回收率可达98％以上，显著降低了运行成本；该系统的自控水平高，可实现无人值守自控运行，降低劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

在图1中，1、调蓄水区；2、除氟反应器；2-1、快速混合区；2-2、紊流反应区；3、絮体成长区；4、絮凝反应区；5、沉淀区；6、清水区；7、药剂投加调控系统；8、除氟药剂配制投加系统；9、高密度助沉载体投加系统；10、助凝剂投加系统；11、剪切机；12、旋流分离器；13、污泥脱水系统；14、氟化物在线检测系统。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做详细的说明，但不限于此。

如图1所示。

实施例1、

一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，包括依次连通的调蓄水区1、除氟反应器2、絮凝区和沉淀区5，所述沉淀区5分别与清水区6和固相处理区相连，用于将废水中固液分离，沉淀区上部安装厚度不低于4mm的聚丙烯斜管或斜板，沉淀区安装板材加厚、结构加强型刮泥机，刮泥机的刮板间距不超过30cm；所述絮凝区包括依次相连的絮体成长区3和絮凝反应区4；所述固相处理区包括依次连通的剪切机11、旋流分离器12和污泥脱水系统13，其中，所述旋流分离器12的底端与絮体成长区3相连接、所述旋流分离器12的上端与污泥脱水系统13相连接，污泥脱水系统13包含高压程控隔膜板框脱水机和污泥烘干机；在所述絮体成长区3设置有高密度助沉载体投加系统9，高密度助沉载体投加系统投加的助沉载体为粒度50-200目、密度在1.5-5.5g\/m^{3<\/sup>惰性载体，材质为石英砂、矿粉或磁粉；在絮凝反应区4设置有助凝剂投加系统10。其中所述剪切机用于对含氟絮体与高密度助沉载体进行剪切破坏，促使其两者有效分离。}

所述除氟反应器2内设置快速混合区2-1和紊流反应区2-2。其中，快速混合区可实现加入的络合除氟药剂与废水发生快速和剧烈混合，使药剂均匀分散于废水中，促进药剂与废水中氟离子的碰撞机会；紊流反应区通过流态控制，促进氟化物不溶物微颗粒碰撞结合并逐步生长为较大絮体，利于后续含氟絮体与高密度助沉载体的结合和沉淀分离。

所述絮体成长区3和絮凝反应区4均包括池壁，在所述絮体成长区和絮凝反应区内分别设置有框式搅拌机，所述框式搅拌机的外框边缘离池壁最短距离不超过30cm；搅拌机采用耐腐耐磨的橡胶复合玻璃钢鳞片材质防腐，搅拌机的配套电机功率不低于20W\/m^3<\/sup>。

实施例2、

如实施例1所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统，所述系统还包括药剂投加调控系统7，用于自动向除氟反应器2投放络合除氟药剂；所述药剂投加调控系统7，还用于实时检测清水区6内氟化物含量，在所述清水区6内设置有氟化物在线检测系统14，所述氟化物在线检测系统14通过物联网络与所述药剂投加调控系统7控制连接。

所述药剂投加调控系统控制除氟药剂配制投加系统8向除氟反应器中投放络合除氟药剂。

构成本系统的各个设备或部件及它们之间的相互连接或配合均可以采用现有技术或其它可能的技术。

应用例、

如实施例1、2所述的一种强化沉淀的废水化学络合除氟处理系统进行废水处理时，含氟废水在调蓄水区1进行调蓄均衡后，进入除氟反应器2与络合除氟药剂投加系统8加入的除氟药剂快速混合并发生反应，除氟反应器2出水进入絮体成长区3，在搅拌器的搅拌作用下，加入了除氟药剂的废水与高密度助沉载体投加系统9加入的助沉载体和旋流分离器12回收的助沉载体充分混合，助沉载体作为除氟药剂与氟化物生成的含氟不溶物的晶核，促进新生成的含氟不溶物絮体持续成长和增大；絮体成长区3出水进入絮凝反应区4，与助凝及投加系统10加入的助凝剂在搅拌器的搅拌作用下充分混合，使反应生成的含氟不溶物及助沉载体进一步凝聚和絮凝；絮凝反应区出水进入沉淀区5，在沉淀区5内实现泥水分离，污泥沉积于沉淀区底部，净化后的清水自沉淀区上端进入清水区6；清水区6内安装有氟化物在线检测设备14，实时检测清水区内净化后废水的氟化物含量指标，并将检测数据传输至药剂投加调控系统7；药剂投加调控系统7通过接收到的清水池氟化物含量指标，根据预先设定好的调控程序，实时调整络合除氟药剂投加系统的药剂投加量，以实现废水中氟化物的稳定达标处理；沉淀区5底端沉积的污泥进入剪切机11，在高强度机械剪切作用下破坏含氟沉淀物与助沉载体的结合；经剪切机11破坏处理的污泥进入旋流分离器12，根据助沉载体与含氟沉淀污泥密度不同、离心时产生离心力不同的特性，在旋流分离器12中实现含氟沉淀污泥与助沉载体的分离；旋流分离器12分离回收的助沉载体投加至絮体成长区3中使该区域保持足够的助沉载体浓度，利于除氟药剂与氟化物生成的含氟不溶物晶体成长和絮体沉淀性能的保持；旋流分离器12分离的含氟污泥进入污泥脱水系统13，首先经高压程控隔膜板框脱水机进行脱水处理，脱水后的泥饼再进入污泥烘干机进一步烘干脱水，脱水后污泥含水率在30％以内，大幅度实现污泥减量化。

构成本系统的各个设备或部件及它们之间的相互连接或配合均可以采用现有技术或其它可能的技术。

设计图

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