公布日：2022.08.12
申请日：2022.05.18
分类号：C02F9/04(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种污水高效除氟系统及方法，属于污水处理技术领域。通过采用分段除氟装置分段除氟，合理控制各段除氟效率，提高污水除氟效率，可使污水氟离子降至1mg/L以下，在彻底去除污水中氟离子的同时，运行成本低，工程投资低，含氟泥渣量少且无二次污染，操作管理简单，克服了现有除氟系统药剂投加量大、氟泥渣产量大、工程投资及运行成本高等问题。本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
权利要求书
1.一种污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步骤：污水先通过一级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至10-20mg/L；再经二级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至3-10mg/L；最后经三级除氟装置除氟，使产水氟离子降至1mg/L以下。
2.一种污水高效除氟系统，其特征在于，包括按进水方向依次连通的：一级除氟沉淀池(2)，二级除氟沉淀池(4)，除氟器(8)，和产水池(10)；按进水方向，所述一级除氟沉淀池(2)设置有：一级pH调节区(2-1)，絮凝区(2-2)，一级助凝区(2-3)以及一级沉淀区(2-4)；按进水方向，所述二级除氟沉淀池(4)设置有：二级pH调节区(4-1)，除氟区(4-2)，二级助凝区(4-3)以及二级沉淀区(4-4)。
3.根据权利要求2所述的污水高效除氟系统，其特征在于，还包括：除氟器再生装置(11)；所述除氟器再生装置(11)与所述除氟器(8)相连。
4.根据权利要求3所述的污水高效除氟系统，其特征在于，还包括：再生废液池(14)；所述再生废液池(14)与所述除氟器(8)和所述一级pH调节区(2-1)相连。
5.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求2所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟。
6.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求3所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟；当所述除氟器(8)中的除氟剂吸附饱和后，除氟器(8)停止进水，经所述除氟器再生装置(11)通入再生液对除氟剂再生后除氟器(8)再次进水、投入运行。
7.一种污水高效除氟方法，其特征在于，利用权利要求4所述污水高效除氟系统除氟，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区(2-1)，在所述一级pH调节区(2-1)内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区(2-2)、所述一级助凝区(2-3)和所述一级沉淀区(2-4)，流经所述絮凝区(2-2)时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区(2-3)时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区(2-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水送至所述二级pH调节区(4-1)，在所述二级pH调节区(4-1)内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，出水依次流经所述除氟区(4-2)、所述二级助凝区(4-3)和所述二级沉淀区(4-4)，流经所述除氟区(4-2)时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区(4-3)时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区(4-4)内实现泥渣与污水的分离；分离所得污水进入所述除氟器(8)，除氟后污水进入所述产水池(10)，完成污水除氟；当所述除氟器(8)中的除氟剂吸附饱和后，除氟器(8)停止进水，经所述除氟器再生装置(11)通入再生液对除氟剂再生后除氟器(8)再次进水、投入运行；所述除氟器再生装置(11)再生除氟剂时产生的再生废水进入所述再生废液池(14)，再回流至所述一级pH调节区(2-1)内，形成除氟循环。
8.根据权利要求5-7所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一级pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰；所述一级除氟剂为石灰和/或氯化钙；所述絮凝剂为PAC或PFS；所述一级助凝剂为PAM；所述二级pH调节剂为硫酸或盐酸；所述二级除氟剂为铝、铁、钙、镁复合盐；所述二级助凝剂为PAM。
9.根据权利要求8所述的污水高效除氟方法，其特征在于，所述一级除氟剂的投加量为使一级pH调节区中钙离子与污水中氟离子摩尔比为0.7-1.0；所述絮凝剂的投加量为50-100mg/L；所述一级助凝剂的投加量为5-10mg/L；所述二级除氟剂投加量为二级除氟剂与所述一级沉淀区(2-4)出水中氟离子的质量比为(1-2):1；所述二级助凝剂的投加量为3-5mg/L。
10.权利要求2-4所述的污水高效除氟系统在污水除氟中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水高效除氟系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种污水高效除氟方法，其特征在于，包括以下步骤：污水先通过一级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至10-20mg/L；再经二级除氟装置除氟，使污水中氟离子含量降低至3-10mg/L；最后经三级除氟装置除氟，使产水氟离子降至1mg/L以下。
本发明还提供了一种污水高效除氟系统，包括按进水方向依次连通的：一级除氟沉淀池，二级除氟沉淀池，除氟器，和产水池；
按进水方向，所述一级除氟沉淀池设置有：一级pH调节区，絮凝区，一级助凝区以及一级沉淀区；
按进水方向，所述二级除氟沉淀池设置有：二级pH调节区，除氟区，二级助凝区以及二级沉淀区。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，为一级除氟剂除氟创造适宜的反应条件，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区，在所述二级pH调节区内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，为二级除氟剂除氟创造适宜的反应条件，出水依次流经所述除氟区、所述二级助凝区和所述二级沉淀区，流经所述除氟区时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟。
优选地，所述污水高效除氟系统还包括：除氟器再生装置；所述除氟器再生装置与所述除氟器相连。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区，在所述二级pH调节区内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，出水依次流经所述除氟区、所述二级助凝区和所述二级沉淀区，流经所述除氟区时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟；
当所述除氟器中的除氟剂吸附饱和后，除氟器停止进水，经所述除氟器再生装置通入再生液对除氟剂再生后除氟器再次进水、投入运行。
优选地，所述污水高效除氟系统还包括：再生废液池；所述再生废液池与所述除氟器和所述一级pH调节区相连。
针对上述污水高效除氟系统，本发明还提供了一种污水高效除氟方法，包括以下步骤：将污水送至所述一级pH调节区，在所述一级pH调节区内先加入一级pH调节剂调节pH值至9-10，然后加入一级除氟剂，并依次流入所述絮凝区、所述一级助凝区和所述一级沉淀区，流经所述絮凝区时加入絮凝剂，流经所述一级助凝区时加入一级助凝剂，然后在所述一级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水送至所述二级pH调节区，在所述二级pH调节区内先加入二级pH调节剂调节pH值至7-8，出水依次流经所述除氟区、所述二级助凝区和所述二级沉淀区，流经所述除氟区时加入二级除氟剂，流经所述二级助凝区时加入二级助凝剂，然后在所述二级沉淀区内实现泥渣与污水的分离；
分离所得污水进入所述除氟器，除氟后污水进入所述产水池，完成污水除氟；
当所述除氟器中的除氟剂吸附饱和后，除氟器停止进水，经所述除氟器再生装置通入再生液对除氟剂再生后除氟器再次进水、投入运行；
所述除氟器再生装置再生除氟剂时产生的再生废水进入所述再生废液池，再回流至所述一级pH调节区内，形成除氟循环。
本发明的除氟剂再生废水通过回流至系统前段、使其携带的氟离子通过混凝沉淀作用去除，无二次污染产生、不增加工程投资。
优选地，所述一级pH调节剂为硫酸、盐酸、氢氧化钠或石灰；所述一级除氟剂为石灰和/或氯化钙；所述絮凝剂为PAC(聚合氯化铝)或PFS(聚合硫酸铁)；所述一级助凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)；所述二级pH调节剂为硫酸或盐酸；所述二级除氟剂为铝、铁、钙、镁复合盐；所述二级助凝剂为PAM。
本发明先用石灰和/或氯化钙去除污水中大量的氟，以降低运行成本，然后采用专用除氟剂进一步去除氟一方面减少污水中引入的钙离子、另一方面降低树脂除氟的工程投资，最后采用树脂除氟以确保产水中的氟离子浓度降至1mg/L以下。
优选地，所述一级除氟剂的投加量为使一级pH调节区中钙离子与污水中氟离子摩尔比为0.7-1.0；所述絮凝剂的投加量为50-100mg/L；所述一级助凝剂的投加量为5-10mg/L；所述二级除氟剂投加量为二级除氟剂与所述一级沉淀区出水中氟离子的质量比为(1-2):1；所述二级助凝剂的投加量为3-5mg/L。
优选地，所述除氟剂为除氟树脂；所述除氟器再生装置为硫酸铝或氯化铝投加装置。
本发明还提供了上述的污水高效除氟系统在污水除氟中的应用。
本发明通过进水管将污水送入一级除氟沉淀池，通过一级pH调节剂、一级除氟剂、絮凝剂及一级助凝剂的综合作用初步去除污水中的氟离子，使一级除氟沉淀池出水氟离子浓度在10-20mg/L，一级除氟沉淀池出水进入二级除氟沉淀池，通过二级pH调节剂、二级除氟剂、二级助凝剂的综合作用进一步去除污水中的氟离子，使二级除氟沉淀池出水氟离子浓度降至3-10mg/L，二级除氟沉淀池出水进入除氟器，通过专用除氟剂的离子交换作用彻底去除污水中的氟离子，使产水氟离子降至1mg/L以下，直至除氟剂饱和。
除氟器中除氟剂饱和后系统停止进水，通过除氟器再生装置对除氟器进行再生，产生的再生废液经再生废液管送至再生废液池，然后经再生废液提升泵、再生废液回流管送至一级除氟沉淀池，通过混凝沉淀作用去除废液中的氟离子。除氟器再生完成后系统继续进水运行，如此循环。
本发明的有益技术效果如下：
(1)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，通过分段除氟装置分段除氟、合理控制各段除氟效率，除氟效率高，可使污水氟离子降至1mg/L以下，在彻底去除污水中氟离子的同时，运行成本低，工程投资低，含氟泥渣量少，操作管理简单；
(2)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，出水氟离子小于1mg/L、钙离子小于100mg/L，相较于常用的石灰结合氯化钙除氟方法(出水氟离子6-8mg/L、钙离子600-1000mg/L)，具有综合药剂使用量少、系统除氟彻底，无大量泥渣产生等优点；
(3)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，相较于专用除氟剂除氟方法，具有引入离子少、运行成本低、系统除氟彻底等优点；
(4)本发明提供的一种污水高效除氟系统及方法，相较于吸附及离子交换除氟方法，具有操作管理简单、工程投资低、运行成本低、无二次污染物等优点。
（发明人：赵宁华;章建科;陈辉洋;邹平;魏宏斌;吴小超;张磊）
