申请日2018.12.27
公开(公告)日2019.03.08
IPC分类号C02F9/04; C02F101/14
摘要
本发明属于石英砂原料或高纯砂生产应用技术领域，具体涉及一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，包括调节池、反应槽、混凝槽、斜管沉淀器、过滤器、出水池、污泥螺杆泵、板框压滤机、石灰粉投料机和混凝剂加料机;所述调节池、反应槽、混凝槽、斜管沉淀器、过滤器、出水池依次顺序连接;所述出水池内设置有相配合使用的在线水质检测机;所述石灰粉投料机、混凝剂加料机分别与反应槽、混凝槽连接;所述过滤器、板框压滤机分别与调节池连接。本发明的有益效果在于：其设计结构合理，能对酸性含氟废水进行高效稳定的处理，经处理后水的PH值为6‑9，F‑(mg/L)≤10，SS(mg/L)≤70，且实现智能环保水处理目的，提高石英砂原料或高纯砂的生产效率和质量。
权利要求书
1.一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：包括调节池(1)、反应槽(2)、混凝槽(3)、斜管沉淀器(4)、过滤器(5)、出水池(6)、污泥螺杆泵(8)、板框压滤机(9)、石灰粉投料机(10)和混凝剂加料机(11);所述调节池(1)、反应槽(2)、混凝槽(3)、斜管沉淀器(4)、过滤器(5)、出水池(6)依次顺序连接;所述出水池(6)内设置有相配合使用的在线水质检测机(7);所述石灰粉投料机(10)、混凝剂加料机(11)分别与反应槽(2)、混凝槽(3)连接;所述过滤器(5)、板框压滤机(9)分别与调节池(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：所述应用于酸性含氟废水的高效处理系统，还包括与斜管沉淀器(4)相配合使用的污泥浓缩池，斜管沉淀器(4)底部的污泥排入污泥浓缩池且通过污泥螺杆泵(8)抽送至板框压滤机(9)，污泥通过板框压滤机(9)脱水，脱水后的泥饼外运处置，同时脱水产生的滤液以及过滤器(5)反洗产生的污水一并再流入调节池内，进行重新处理，其中，污泥浓缩池的规格尺寸：长×宽×高=2.0×1.5×2.5m，有效水深：2000mm，有效容积：6m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：>1.0h，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐。
3.根据权利要求1所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：所述调节池(1)的规格尺寸为长×宽×高=6.0×5×3.0m，有效水深：2500mm，有效容积：75m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：8.0h，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐，其中，泵的型号：25FZB-10-16，运行方式：自动控制，单台流量：10m3/h，扬程：16m，功率：2.2Kw，转速：2900r/min，过流材质：氟塑料自吸泵。
4.根据权利要求1所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：所述斜管沉淀器(4)的规格尺寸：长×宽×高=11.0×3.0×3.0m，有效水深：2800mm，处理水量：10m3/h，表面负荷：0.42m3/m2.h，沉淀时间：8h，材质：Q235-A防腐，其中，斜管沉淀器内设置有斜管填料，规格：孔径50mm，斜长1000mm，安装角度60°，数量：33m3，材质：聚丙烯;所述过滤器(5)的规格尺寸：长×宽×高=2.0×2.0×3.8m，处理水量：10m3/h，过滤速度：2.5m/h，滤料：石英砂+活性氧化铝，材质：Q235-A防腐，其中，与过滤器的水泵型号为ISW10-50，单台流量：10m3/h，扬程：12.5m，功率：1.5Kw，转速：2900r/min，过流材质：离心泵。
5.根据权利要求1所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：所述出水池(6)的尺寸为长×宽×高=2.5×1.0×0.5m，有效容积：0.75m3，材质：钢砼地下结构，内壁贴白色瓷砖。
6.根据权利要求1所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：首先将含氟废水排入调节池内，进行水质和水量的调节，确保后续处理系统稳定正常运行;再将调节池的含氟废水采用泵提升至反应槽，在反应槽内设置机械搅拌机和pH值显示仪，根据pH值情况，投加石灰粉，直至调节pH值≥12;再将反应槽pH值≥12的含氟废水排入混凝槽内，在混凝槽内设置机械搅拌机，投加混凝剂，使废水中悬浮颗粒产生凝聚效果，增加后续沉淀的效果;再将混凝槽内的废水自流入斜管沉淀器，将废水中的大部分悬浮颗粒、氟化钙的难溶物沉淀下来;再将斜管沉淀器上部的清水则自流入过滤器内进一步处理，其中，在过滤器内装填有石英砂滤料和活性氧化铝滤料，经过滤后的出水可保证SS、F-达标;最后过滤器内的水pH值呈碱性pH≥9，且排入出水池内，在出水池内设置机械搅拌机和pH值显示仪，根据pH值情况，投加盐酸直至调节pH值6-9内，最后出水池内的水中和达标排放。
7.根据权利要求6所述的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其特征在于：所述含氟废水进入反应槽的同时加入一定量的石灰粉，提高废水的pH值到12以上时，生成氟化钙沉淀，且此时出水中可溶氟的浓度最低，其中，反应槽的规格尺寸：长×宽×高=3×2.0×3.0m，有效水深：2500mm，有效容积：15m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：1.5H，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐，机械搅拌机采用气体型号搅拌机，材质为UPVC穿孔，石灰投加量为HF的1.85倍-3倍;所述经石灰反应处理后，再投加混凝剂，可使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来，其中，混凝剂采用PAC或PAM，混凝槽的规格尺寸：长×宽×高=1.0×3.0×3.0m，有效水深：2800mm，有效容积：10m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：60min，材质：Q235-A衬玻璃钢防腐，混凝槽设置浆叶式搅拌机且与调节池的25FZB-10-16泵同步运行，浆叶式搅拌机的电机功率：1.5Kw，转速：110r/min，轴长：2000mm，叶轮直径：500mm，材质：轴和叶轮为不锈钢，PAM配置浓度：0.1%，每天PAM溶液用量为300L;所述过滤器过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去;所述当斜管沉淀池(4)底部污泥增至一定高度时，启动污泥螺杆泵将污泥输送至板框压滤机中脱水，压出的滤饼由汽车运出，其中，污泥量的计算：废水中SS含量按：250mg/L，处理出水SS含量：70mg/L，去除SS产生污泥量：W1=5×24×(250-70)/1000=21.6Kg/d，投加石灰产生的污泥量：W2=135Kg/d，则总污泥量为：W=W1+W2=156.6Kg/d，平均6.53Kg/h，污泥含水率约96%，则湿污泥量为：4.0m3/d，平均1m3/h，脱水后泥饼含水率：60%，则污泥体积为：0.4m3/d;污泥螺杆泵型号为：G35-8 ，运行方式：手动控制，单台流量：8m3/h，扬程：60m，功率：1.5Kw，转速：960r/min，其中，螺杆泵配压力水冲洗管，当螺杆泵停止运行时，打开压力水阀，及时冲洗泵体内和管道内的污泥，防止形成堵塞;板框压滤机的型号：BJ-40/650，型式：板框压滤机，运行方式：手动控制，过滤面积：40m2，过滤压力：0.5MPa，脱水后泥饼含水率：60%，污泥量为：W=156.6Kg/d，含水率96%，脱水后泥饼含水率60%，脱水后污泥体积为：0.4m3/d，厢式压滤机工作一个周期需2.0h，每天工作4h，即每天工作2个周期，压滤机的工作容量为：0.4/2=0.2m3。
说明书
一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统
技术领域
本发明属于石英砂原料或高纯砂生产应用技术领域，具体涉及一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，适用于对石英砂原料或高纯砂制备中所产生的酸性含氟废水进行高效、稳定的处理，达到节能环保生产的要求。
背景技术
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是一种非金属矿物质，其坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7。石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。
高纯石英砂：SiO2≥99.9—99.99%，Fe2O3≤0.001%，是采用天然水晶石或优质天然石英石，经过精心挑选、精细加工而成。高纯石英砂所具有的独特的物理、化学特性，使得其在航空、航天、电子、机械以及当今飞速发展的IT产业中占有举足轻重的地位，特别是其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性，在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用。
具体应用如下:一、玻璃：平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料;二、陶瓷及耐火材料：瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料。冶金：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂;三、建筑：混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等;四、化工：硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉;五、机械：铸造型砂的主要原料，研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等);六、电子：高纯度金属硅、通讯用光纤等;七、橡胶、塑料：填料(可提高耐磨性);八、涂料：填料(可提高涂料的耐候性);九、冶金行业：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂;十、航空、航天：其内在分子链结构、晶体形状和晶格变化规律，使其具有的耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。
在石英砂原料或高纯砂等的制备中，会产生相当量的含氟生产废水，废水中主要含浓度为200-300的氟离子，因HF含量较高，酸性大，污染程度高，因此处理难度较大，而废水若不加以处理而直接排放，势必对周围环境产生污染，而这是当前所亟待解决的。
因此，基于上述问题，本发明提供一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，其设计结构合理，能对酸性含氟废水进行高效稳定的处理，经处理后水的PH值为6-9，F-(mg/L)≤10，SS(mg/L)≤70，且实现智能环保的水处理目的，提高石英砂原料或高纯砂等的生产效率和质量。
技术方案：本发明提供一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统，包括调节池、反应槽、混凝槽、斜管沉淀器、过滤器、出水池、污泥螺杆泵、板框压滤机、石灰粉投料机和混凝剂加料机;所述调节池、反应槽、混凝槽、斜管沉淀器、过滤器、出水池依次顺序连接;所述出水池内设置有相配合使用的在线水质检测机;所述石灰粉投料机、混凝剂加料机分别与反应槽、混凝槽连接;所述过滤器、板框压滤机分别与调节池连接。
本技术方案的，所述应用于酸性含氟废水的高效处理系统，还包括与斜管沉淀器相配合使用的污泥浓缩池，斜管沉淀器底部的污泥排入污泥浓缩池且通过污泥螺杆泵抽送至板框压滤机，污泥通过板框压滤机脱水，脱水后的泥饼外运处置，同时脱水产生的滤液以及过滤器反洗产生的污水一并再流入调节池内，进行重新处理，其中，污泥浓缩池的规格尺寸：长×宽×高=2.0×1.5×2.5m，有效水深：2000mm，有效容积：6m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：>1.0h，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐。
本技术方案的，所述调节池的规格尺寸为长×宽×高=6.0×5×3.0m，有效水深：2500mm，有效容积：75m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：8.0h，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐，其中，泵的型号：25FZB-10-16，运行方式：自动控制，单台流量：10m3/h，扬程：16m，功率：2.2Kw，转速：2900r/min，过流材质：氟塑料自吸泵。
本技术方案的，所述斜管沉淀器的规格尺寸：长×宽×高=11.0×3.0×3.0m，有效水深：2800mm，处理水量：10m3/h，表面负荷：0.42m3/m2.h，沉淀时间：8h，材质：Q235-A防腐，其中，斜管沉淀器内设置有斜管填料，规格：孔径50mm，斜长1000mm，安装角度60°，数量：33m3，材质：聚丙烯;所述过滤器(5)的规格尺寸：长×宽×高=2.0×2.0×3.8m，处理水量：10m3/h，过滤速度：2.5m/h，滤料：石英砂+活性氧化铝，材质：Q235-A防腐，其中，与过滤器的水泵型号为ISW10-50，单台流量：10m3/h，扬程：12.5m，功率：1.5Kw，转速：2900r/min，过流材质：离心泵。
本技术方案的，所述出水池的尺寸为长×宽×高=2.5×1.0×0.5m，有效容积：0.75m3，材质：钢砼地下结构，内壁贴白色瓷砖。
本技术方案的，首先将含氟废水排入调节池内，进行水质和水量的调节，确保后续处理系统稳定正常运行;再将调节池的含氟废水采用泵提升至反应槽，在反应槽内设置机械搅拌机和pH值显示仪，根据pH值情况，投加石灰粉，直至调节pH值≥12;再将反应槽pH值≥12的含氟废水排入混凝槽内，在混凝槽内设置机械搅拌机，投加混凝剂，使废水中悬浮颗粒产生凝聚效果，增加后续沉淀的效果;再将混凝槽内的废水自流入斜管沉淀器，将废水中的大部分悬浮颗粒、氟化钙的难溶物沉淀下来;再将斜管沉淀器上部的清水则自流入过滤器内进一步处理，其中，在过滤器内装填有石英砂滤料和活性氧化铝滤料，经过滤后的出水可保证SS、F-达标;最后过滤器内的水pH值呈碱性pH≥9，且排入出水池内，在出水池内设置机械搅拌机和pH值显示仪，根据pH值情况，投加盐酸直至调节pH值6-9内，最后出水池内的水中和达标排放。
本技术方案的，所述含氟废水进入反应槽的同时加入一定量的石灰粉，提高废水的pH值到12以上时，生成氟化钙沉淀，且此时出水中可溶氟的浓度最低，其中，反应槽的规格尺寸：长×宽×高=3×2.0×3.0m，有效水深：2500mm，有效容积：15m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：1.5H，材质：钢砼地下结构，内壁玻璃钢防腐，机械搅拌机采用气体型号搅拌机，材质为UPVC穿孔，石灰投加量为HF的1.85倍-3倍;所述经石灰反应处理后，再投加混凝剂，可使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来，其中，混凝剂采用PAC或PAM，混凝槽的规格尺寸：长×宽×高=1.0×3.0×3.0m，有效水深：2800mm，有效容积：10m3，处理水量：10m3/h，水力停留时间：60min，材质：Q235-A衬玻璃钢防腐，混凝槽设置浆叶式搅拌机且与调节池的25FZB-10-16泵同步运行，浆叶式搅拌机的电机功率：1.5Kw，转速：110r/min，轴长：2000mm，叶轮直径：500mm，材质：轴和叶轮为不锈钢，PAM配置浓度：0.1%，每天PAM溶液用量为300L;所述过滤器过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去;所述当斜管沉淀池底部污泥增至一定高度时，启动污泥螺杆泵将污泥输送至板框压滤机中脱水，压出的滤饼由汽车运出，其中，污泥量的计算：废水中SS含量按：250mg/L，处理出水SS含量：70mg/L，去除SS产生污泥量：W1=5×24×(250-70)/1000=21.6Kg/d，投加石灰产生的污泥量：W2=135Kg/d，则总污泥量为：W=W1+W2=156.6Kg/d，平均6.53Kg/h，污泥含水率约96%，则湿污泥量为：4.0m3/d，平均1m3/h，脱水后泥饼含水率：60%，则污泥体积为：0.4m3/d;污泥螺杆泵型号为：G35-8 ，运行方式：手动控制，单台流量：8m3/h，扬程：60m，功率：1.5Kw，转速：960r/min，其中，螺杆泵配压力水冲洗管，当螺杆泵停止运行时，打开压力水阀，及时冲洗泵体内和管道内的污泥，防止形成堵塞;板框压滤机的型号：BJ-40/650，型式：板框压滤机，运行方式：手动控制，过滤面积：40m2，过滤压力：0.5MPa，脱水后泥饼含水率：60%，污泥量为：W=156.6Kg/d，含水率96%，脱水后泥饼含水率60%，脱水后污泥体积为：0.4m3/d，厢式压滤机工作一个周期需2.0h，每天工作4h，即每天工作2个周期，压滤机的工作容量为：0.4/2=0.2m3。
与现有技术相比，本发明的一种应用于酸性含氟废水的高效处理系统的有益效果在于：其设计结构合理，能对酸性含氟废水进行高效稳定的处理，经处理后水的PH值为6-9，F-(mg/L)≤10，SS(mg/L)≤70，且实现智能环保的水处理目的，提高石英砂原料或高纯砂等的生产效率和质量。
