公布日：2023.04.07
申请日：2022.10.10
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F1/58(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F101/14(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;
C02F1/44(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种含氟废水的深度除氟工艺，所述除氟工艺包括初级除氟段和深度除氟段，所述初级除氟段将高浓度含氟废水与污泥混合并搅拌，在第一沉降池中静置制得低浓度含氟废水；所述深度除氟段将所述低浓度含氟废水依次通入除氟池、絮凝池、第二沉降池后通入过滤系统中过滤得到处理水；所述除氟池中加入改性纳米铁除氟剂，所述絮凝池中加入混凝剂，所述过滤系统为连续膜过滤系统。本发明采用上述的一种含氟废水的深度除氟工艺，在加药量降低和污泥量减排的前提下，使除氟系统稳定出水，含氟废水中氟离子降低至1ppm以下，处理效果更佳，降低了除氟工艺成本，并且有利于水处理设备工艺使用，提高设备的使用寿命。
权利要求书
1.一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述除氟工艺包括初级除氟段和深度除氟段，所述初级除氟段将高浓度含氟废水与污泥混合并搅拌，在第一沉降池中静置制得低浓度含氟废水；所述深度除氟段将所述低浓度含氟废水依次通入除氟池、絮凝池、第二沉降池后通入过滤系统中过滤得到处理水；所述除氟池中加入改性纳米铁除氟剂，所述絮凝池中加入混凝剂，所述过滤系统为连续膜过滤系统。
2.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述低浓度含氟废水的氟离子浓度小于20ppm，pH值为7，所述除氟池处理后的废水中的氟离子浓度小于1ppm，所述处理水的氟离子浓度为0.2-1ppm，pH值为6.5-7。
3.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述改性纳米铁除氟剂表面具有带有正电的纳米铁粒子，利用静电作用与氟离子相吸附并形成絮凝沉淀。
4.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述絮凝池包括pH调节池、PAC加药池和PAM加药池，混凝剂包括PAC和PAM，PAC和PAM的加入量均为2-10L/t。
5.根据权利要求4所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述PAC加药池和所述PAM加药池均为平流式隔板反应槽，流速为15-30cm/s，时间为15-30min。
6.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述改性纳米铁除氟剂和所述混凝剂在药箱中溶解后通过管道分别通入所述除氟池和所述絮凝池。
7.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述第二沉降池为竖流式沉淀池，中间进水，周边出水，中心管流速为0.03m/s，表面负荷为1.0m3/(m2·h)，沉淀时间为2.0h，泥斗锥角50°,池底边长0.5m，超高为0.4m，缓冲层高0.3m。
8.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述连续膜过滤系统包括膜过滤单元，所述膜过滤单元主要是由膜组件组装而成的模块，所述膜组件的膜是无机膜，所述无机膜的过滤孔径为0.04-3微米。
9.根据权利要求1所述的一种含氟废水的深度除氟工艺，其特征在于，所述改性纳米铁除氟剂的加入量为0.5-1.0kg/t。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氟废水的深度除氟工艺，以解决上述各种方法不能高效、绿色、经济、有效去除废水中氟离子的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种含氟废水的深度除氟工艺，所述除氟工艺包括初级除氟段和深度除氟段，所述初级除氟段将高浓度含氟废水与污泥混合并搅拌，在第一沉降池中静置制得低浓度含氟废水；所述深度除氟段将所述低浓度含氟废水依次通入除氟池、絮凝池、第二沉降池后通入过滤系统中过滤得到处理水；
所述除氟池中加入改性纳米铁除氟剂，所述絮凝池中加入混凝剂，所述过滤系统为连续膜过滤系统。
初级除氟段用于对高浓度含氟废水进行初步去除氟离子得到低浓度含氟废水，再利用深度除氟段对低浓度含氟废水进行进一步去除氟离子，几种常用的除氟工艺结合先后进行除氟操作，能够快速和高效将废水中的氟离子降低到国家规定的可以排放的标准。
使用的改性纳米铁除氟剂为直接购买所得，购自上海禹律环保科技有限公司，其表面具有带有正电荷的纳米铁粒子，中心为纳米氧化铁载体，当溶解后投入含氟废水中，由于氟离子本身带有负电且密度较大，会吸附在纳米铁粒子表面，破坏原有纳米铁粒子溶解在水中形成的平衡，改性纳米铁除氟剂与氟离子形成污泥沉淀。改性纳米铁除氟剂能稳定处理氟离子，使其浓度降低至小于1ppm，反应迅速，30min内可以达到反应终点，产生的污泥沉淀较少，投入的药量较少，对设备的影响较小，盐度低，管道和过滤系统不易结垢堵塞，运行成本低。
过滤系统主要用于将第二沉降池上清液中的沉淀污泥去除，第二沉降池产生的含氟废水进入超滤进水池，进行超滤后进入超滤产水池，然后进入其他系统，并且不会影响其他系统的运行。
不同行业的高浓度含氟废水的含量不同，其中光伏产业中含氟废水的氟离子浓度为50-2000mg/L，半导体产业中含氟废水的氟离子浓度为20-1000mg/L，化工产业中含氟废水的氟离子浓度为20-1500mg/L，集成电路产业中含氟废水的氟离子浓度为400-1000mg/L，铀转化生产废水产业中含氟废水的氟离子浓度为5000-20000mg/L。
优选的，所述低浓度含氟废水的氟离子浓度小于20ppm，pH值为7，所述除氟池处理后的废水中的氟离子浓度小于1ppm，所述处理水的氟离子浓度为0.2-1ppm，pH值为6.5-7。
除氟池中加入改性纳米铁除氟剂可以有效快速将氟离子降低至1ppm以下。
优选的，所述改性纳米铁除氟剂表面具有带有正电的纳米铁粒子，利用静电作用与氟离子相吸附并形成絮凝沉淀。
优选的，所述絮凝池包括pH调节池、PAC加药池和PAM加药池，混凝剂包括PAC和PAM。pH调节池中的pH值为6.5-7.0，PAC加入PAC加药池，PAM加入PAM加药池。
优选的，所述PAC加药池和所述PAM加药池均为平流式隔板反应槽，流速为15-30cm/s，时间为15-30min。
优选的，所述改性纳米铁除氟剂和所述混凝剂在药箱中溶解后通过管道分别通入所述除氟池和所述絮凝池。
优选的，所述第二沉降池为竖流式沉淀池，中间进水，周边出水，中心管流速为0.03m/s，表面负荷为1.0m3/(m2·h)，沉淀时间为2.0h，泥斗锥角50°,池底边长0.5m，超高为0.4m，缓冲层高0.3m。
优选的，所述连续膜过滤系统包括膜过滤单元，所述膜过滤单元主要是由膜组件组装而成的模块，所述膜组件的膜是无机膜，所述无机膜的过滤孔径为0.04-3微米。使用的膜过滤单元为直接从市场上购买得到的，采用的无机陶瓷膜过滤器具有极强的耐化学氧化、耐化学腐蚀的性能，可以使含有固体颗粒的废水进入膜系统进行直接的固液分离。无机膜的孔径涵盖微滤、超滤，出水可进入RO反渗透系统中使用，不会对反渗透系统产生不影响。
优选的，所述改性纳米铁除氟剂的加入量为0.5-1.0kg/t。除氟剂的加入量明显小于现有技术中的钙法混凝，减少加药量和污泥的产生量，降低成本。
因此，本发明采用上述结构的一种含氟废水的深度除氟工艺，具有以下有益效果：
1、采用改性纳米铁除氟剂，在加药量降低和污泥量减排的前提下，使除氟系统稳定出水，并且处理效果更佳，同时降低成本，有利于水处理设备工艺使用，满足过滤系统的进水条件，并且提高膜的使用寿命。
2、采用连续膜过滤系统，此类膜分离设备，运行通量高，膜面积小，减少投资成本和运行成本，并且产水水质稳定。
3、无机过滤膜，具有极强的耐化学氧化和耐化学腐蚀性能。CMF膜分离系统是一种“错流过滤”形式的流体分离过程，由于其独特的构造，可以使含有固体颗粒的废水进入膜系统进行直接的固液分离，因此应用于目前常见的各种废水预处理工艺流程中。CMF系统具有硬度高、耐磨损、耐高温等特性，可有效降低膜组件的施工及运营成本，具有极高的性价比。能有效实现苛刻环境固液、液液分离。
4、膜孔径为0.04μm～3μm，过滤精度涵盖微滤、超滤，出水可进入RO反渗透系统使用。
（发明人：唐叶红;刘景光;贺柏林）
