公布日：2023.06.02
申请日：2023.04.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N;C02F1/463(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种处理炼钢含氟污水的方法及一体化装置，涉及污水处理技术领域，以满足炼钢连铸浊环水的处理需要；本发明待处理的污水为炼钢连铸浊环水，其进水水质为：悬浮物SS≤30mg/L，油≤5mg/L，氟离子40～150mg/L；令污水依次经过电絮凝、吸附和沉淀处理，并且将三个处理设备整合设置在一个竖直壳体装置中，三个处理设备所处高度依次升高；经过电絮凝处理的污水向下流动后折返上升再吸附，在折返处设置曝气以搅动电絮凝和吸附过程中的污水；电絮凝设备内采用铝极板，阴极板和阳极板间距15～20mm，电流密度6～8mA/cm2；本发明方法简单，设备占地小、流量大、效率高、污染小，除氟效果好。
权利要求书
1.一种处理炼钢含氟污水的方法，其特征在于，包括：待处理的污水为炼钢连铸浊环水，其进水水质为：悬浮物SS≤30mg/L，油≤5mg/L，氟离子40～150mg/L；令污水依次经过电絮凝、吸附和沉淀处理，并且将三个处理设备整合设置在一个竖直壳体装置中，三个处理设备所处高度依次升高；经过电絮凝处理的污水向下流动后折返上升再吸附，在折返处设置曝气以搅动电絮凝和吸附过程中的污水；电絮凝设备内采用铝极板，阴极板和阳极板间距15～20mm，电流密度6～8mA/cm2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述污水在电絮凝设备中停留15～20min，曝气的气水比为4～5:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸附的设备采用活性氧化铝滤床，污水以滤速6～10m/h通过1～1.2m厚的滤床，活性氧化铝等效粒径为3～5mm，比表面积大于260m2/g。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电絮凝设备内设置摄像头采集矾花图像，进行图像处理从其中提取出矾花直径、密度信号；电絮凝设备下端出水口的两端设置压差变送器采集压差信号；矾花直径、矾花密度、压差中任意一项超过预先设定的正常运行范围即暂停污水处理，进行排泥操作。
5.一种用于实现权利要求1至4任意一项所述的方法的处理炼钢含氟污水的一体化装置，其特征在于：包括壳体(1)，其内设有电絮凝反应器与吸附沉淀反应器；其中电絮凝反应器设置在中部，其周围与壳体(1)内壁有间隙作为水上升路径，其外壳的上端设有进水管(3)，进水管(3)的端部穿过壳体(1)并在外部设有进水口(2)，电絮凝反应器内部固设有铝极板(4)，电絮凝反应器外壳下端均匀开设有多个孔并分别设有滤头(6)用于出水；电絮凝反应器的外周即为吸附沉淀反应器，其中位于滤头(6)下方处设有曝气系统(7)，位于电絮凝反应器外壳上方固设有活性氧化铝滤床(8)用于吸附，活性氧化铝滤床(8)上方固设有斜管(9)用于沉淀，二者的外周尺寸均与壳体(1)内壁尺寸相匹配，斜管(9)上方设有出水堰(10)并开设有出水孔；壳体(1)下部处设有排泥系统(5)，其包括设置在电絮凝反应器下部的排泥管，排泥管固设于铝极板(4)与滤头(6)之间处，且排泥管的端部穿出电絮凝反应器及壳体(1)，排泥管位于电絮凝反应器外壁与壳体(1)内壁之间处还通过三通连接有吸泥喇叭口，其开口位于壳体(1)内部下端；进水管(3)内壁以及活性氧化铝滤床(8)下方的壳体(1)内壁处分别设有环形加药管，并分别设有加药口(17)，进水管(3)处的加药口(17)设于壳体(1)上端，活性氧化铝滤床(8)下方的加药口(17)设于壳体(1)一侧，分别用于加入钙盐和pH调节剂，环形加药管均匀开设有多个出药口；所述一体化装置还设有仪表系统(11)和电源控制柜(12)；其中仪表系统(11)设有三处信息采集装置，包括设置在电絮凝反应器内部上端用于采集矾花图像的摄像头、设置在壳体(1)内壁处环形加药管上方用于测量pH的pH计、设置在电絮凝反应器底板的上下两端用于测滤头(6)两端压差的压差变送器；进水口(2)处以及排泥管的端部分别法兰连接安装有电动蝶阀；电源控制柜(12)固设在壳体(1)外壁，其内设有电源和预留远传DP通讯线，两个电动蝶阀和三处信息采集装置分别与预留远传DP通讯线通讯连接，预留远传DP通讯线连接至PLC控制器，铝极板(4)、两个电动蝶阀和三处信息采集装置分别与电源控制柜(12)的电源电性连接。
6.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于：所述壳体(1)位于活性氧化铝滤床(8)的一侧处开设有人孔兼观察窗(14)，壳体(1)上端开设有人孔兼通气孔(15)，电絮凝反应器外壳上端接近人孔兼观察窗(14)处开设有电絮凝反应器人孔(18)，摄像头设置在接近电絮凝反应器人孔(18)处。
7.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于：所述电源控制柜(12)内设有脉冲电源，铝极板(4)的阴极板和阳极板连接脉冲电源；电源控制柜(12)内设有报警器和LED数显，报警器用于在pH值不为6～8或需要排泥时报警。
8.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于：所述进水管(3)包括直接连接电絮凝反应器外壳的竖直段和连接于竖直段上部的水平段，进水口(2)设置于水平段端部，竖直段上端穿过壳体(1)上端并法兰连接安装有排气阀(16)；竖直段下端处设有导流板。
9.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于：所述排泥管为丰形穿孔排泥环；曝气系统(7)为曝气环管，其进气端位于壳体(1)外用于连接鼓风机。
10.根据权利要求5所述的一体化装置，其特征在于：所述壳体(1)一侧下端开设有放空口(13)；壳体(1)下端固设在固定基础(19)上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理炼钢含氟污水的方法及一体化装置，以解决上述背景技术中提到的问题，满足炼钢连铸浊环水的处理需要。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理炼钢含氟污水的方法，待处理的污水为炼钢连铸浊环水，其进水水质为：悬浮物SS≤30mg/L，油≤5mg/L，氟离子40～150mg/L；令污水依次经过电絮凝、吸附和沉淀处理，并且将三个处理设备整合设置在一个竖直壳体装置中，三个处理设备所处高度依次升高；经过电絮凝处理的污水向下流动后折返上升再吸附，在折返处设置曝气以搅动电絮凝和吸附过程中的污水；电絮凝设备内采用铝极板，阴极板和阳极板间距15～20mm，电流密度6～8mA/cm2。
优选的，污水在电絮凝设备中停留15～20min，曝气的气水比为4～5:1。
优选的，吸附的设备采用活性氧化铝滤床，污水以滤速6～10m/h通过1～1.2m厚的滤床，活性氧化铝等效粒径为3～5mm，比表面积大于260m2/g。
优选的，电絮凝设备内设置摄像头采集矾花图像，进行图像处理从其中提取出矾花直径、密度信号；电絮凝设备下端出水口的两端设置压差变送器采集压差信号；矾花直径、矾花密度、压差中任意一项超过预先设定的正常运行范围即暂停污水处理，进行排泥操作。
本发明提供的另一技术方案：一种处理炼钢含氟污水的一体化装置，包括壳体，其内设有电絮凝反应器与吸附沉淀反应器；其中电絮凝反应器设置在中部，其周围与壳体内壁有间隙作为水上升路径，其外壳的上端设有进水管，进水管的端部穿过壳体并在外部设有进水口，电絮凝反应器内部固设有铝极板，电絮凝反应器外壳下端均匀开设有多个孔并分别设有滤头用于出水；电絮凝反应器的外周即为吸附沉淀反应器，其中位于滤头下方处设有曝气系统，位于电絮凝反应器外壳上方固设有活性氧化铝滤床用于吸附，活性氧化铝滤床上方固设有斜管用于沉淀，二者的外周尺寸均与壳体内壁尺寸相匹配，斜管上方设有出水堰并开设有出水孔；壳体下部处设有排泥系统，其包括设置在电絮凝反应器下部的排泥管，排泥管固设于铝极板与滤头之间处，且排泥管的端部穿出电絮凝反应器及壳体，排泥管位于电絮凝反应器外壁与壳体内壁之间处还通过三通连接有吸泥喇叭口，其开口位于壳体内部下端；进水管内壁以及活性氧化铝滤床下方的壳体内壁处分别设有环形加药管，并分别设有加药口，进水管处的加药口设于壳体上端，活性氧化铝滤床下方的加药口设于壳体一侧，分别用于加入钙盐和pH调节剂，环形加药管均匀开设有多个出药口；
一体化装置还设有仪表系统和电源控制柜；其中仪表系统设有三处信息采集装置，包括设置在电絮凝反应器内部上端用于采集矾花图像的摄像头、设置在壳体内壁处环形加药管上方用于测量pH的pH计、设置在电絮凝反应器底板的上下两端用于测滤头两端压差的压差变送器；进水口处以及排泥管的端部分别法兰连接安装有电动蝶阀；电源控制柜固设在壳体外壁，其内设有电源和预留远传DP通讯线，两个电动蝶阀和三处信息采集装置分别与预留远传DP通讯线通讯连接，预留远传DP通讯线连接至PLC控制器，铝极板、两个电动蝶阀和三处信息采集装置分别与电源控制柜的电源电性连接。
优选的，壳体位于活性氧化铝滤床的一侧处开设有人孔兼观察窗，壳体上端开设有人孔兼通气孔，电絮凝反应器外壳上端接近人孔兼观察窗处开设有电絮凝反应器人孔，摄像头设置在接近电絮凝反应器人孔处。
优选的，电源控制柜内设有脉冲电源，铝极板的阴极板和阳极板连接脉冲电源；电源控制柜内设有报警器和LED数显，报警器用于在pH值不为6～8或需要排泥时报警。
优选的，进水管包括直接连接电絮凝反应器外壳的竖直段和连接于竖直段上部的水平段，进水口设置于水平段端部，竖直段上端穿过壳体上端并法兰连接安装有排气阀；竖直段下端处设有导流板。
优选的，排泥管为丰形穿孔排泥环；曝气系统为曝气环管，其进气端位于壳体外用于连接鼓风机。
优选的，壳体一侧下端开设有放空口；壳体下端固设在固定基础上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该处理炼钢含氟污水的方法及一体化装置，将电絮凝、吸附、沉淀三种方法相结合，且设计了空间利用率更高的上下结构，占地面积小，集成程度高，处理流量大、效率高、污染小，除氟效果好，容易实现自动化控制，设备管理维护简易，能满足炼钢连铸浊环水的处理需要。
（发明人：王剑飞;经华;刘晓辉;程玉洁）
