一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体化装置及其处理方法

摘要

本发明公开了一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体化装置及其处理方法，属于环境工程废水处理领域。装置包括加药反应区、沉淀区、集水区、集泥区和泥水分离区；将含氟废水与含钙溶液按反应配比送入处理装置，使氟化钙固体经过污泥自由沉淀、污泥压缩层、污泥密实层后经集泥区收集后进泥水分离区完成固液分离。处理过程中因不加入其它絮凝剂，所得的污泥杂质少、氟化钙含量高，可作为氟资源回收利用，同时污泥产生量少，因此处理综合成本低，本装置设计紧凑、占地面积小、自动化程度高、投资运行费用较低、便于推广。

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程中含氟废水处理，具体涉及一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体 化装置及其处理方法，可以有效去除废水中的氟离子，同时将氟离子以氟化钙形式沉淀分离 回收利用，所得氟化钙含水率低、杂质少、含量高。

背景技术

化工、有色金属冶金、玻璃、电子、电镀等行业排放的废水中常含有高浓度氟化物，造 成水环境的氟污染，目前国内外含氟废水处理方法主要有石灰中和沉淀法和混凝沉淀法。

氟化钙是一种非常细微的颗粒物，因其比重小、沉降速度慢，往往需要加入混凝剂(如 聚铝、聚铁等)和助凝剂(如聚丙烯酰胺等)，从而引入新的杂质，导致产生的污泥量大，而 且污泥中氟化钙含量低。此外，目前国内通常采用的加药沉淀装置为普通斜板沉淀池或竖流 式沉淀池，泥水分离装置常用板框压滤机，需要从沉淀装置通过动力提升至板框压滤机，造 成该方法劳动操作强度大，且只能间歇运行。整套工艺装置混凝剂、助凝剂投加费用高，得 到的污泥氟化钙含量低，不能实现有效的资源化利用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明旨在克服现有沉淀装置污泥层含水率高、氟化钙含量低、杂质多、泥水分离操作强 度大、运行费用高和处理效率低等诸多缺点，提供一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体化 装置及其处理方法，采用高效沉淀与泥水分离一体化装置。解决了上述现有技术的缺陷，同 时实现在一个反应器中完成反应、沉降和泥水分离，工艺流程简单、设备紧凑、占地面积小。

2.技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体化装置，包括加药反应区、沉淀区、集水区、集 泥区、泥水分离区；加药反应区设置减速机、桨叶搅拌桨和连接管，其中连接管安装在加药 反应区和沉淀区之间；沉淀区从上到下设置有挡板、斜板填料、污泥自由沉降层、污泥压缩 层和污泥密实层；集水区设置有溢流堰、出水口，其中溢流堰均布在集水区靠顶部位置，保 证出水不产生偏流；集泥区设置有集泥管、压缩空气进口、软连接和电动阀门，压缩空气进 口位于集泥管一侧，软连接和电动阀门位于集泥管另一侧，同时集泥管上设有若干孔道，便 于收集污泥；泥水分离区设置有输料螺旋器、转鼓、差速器、皮带轮、澄清液出口、氟化钙 污泥出口及其它辅件如外壳、底座等。所述电动阀门为电动蝶阀。

本发明将含氟废水与含钙溶液按反应配比送入一体化装置，使氟化钙颗粒经过自由沉淀、 污泥压缩层、污泥密实层后经集泥区收集进泥水分离区完成固液分离。得到的沉渣中氟化钙 含量高，实现资源化回收利用。

所述的含钙溶液为可提供生成氟化钙所需钙离子的药剂，为氯化钙或石灰配制的一种或 两种混合物。

所述的含钙溶液中钙离子与含氟废水中氟离子的摩尔比为1.0～1.2:2。

所述的装置沉淀区表面负荷为0.1-0.5m³/m²·h，反应停留时间为4-8h。

所述的装置处理过程中溶液pH为2～6。

所述的装置泥水分离区所得的泥渣氟化钙含量为75％～85％。

本发明装置中污泥压缩层位于沉淀区底部，得到的氟化钙沉淀污泥，不需要借助外部动 力提升，通过液位差收集于底部泥管与泥水分离区连接进行泥水分离，当装置停运重启时， 为防止氟化钙流动性不佳时，可通过压入少量压缩空气对污泥密实层进行轻微搅动。

本发明方案中，由于采用高效沉淀与泥水分离一体化装置，即在一个反应器中可完成反 应、沉降和泥水分离，工艺流程简单、设备紧凑、占地面积小。

附图说明

图1是本发明实施例1的高效沉淀与泥水分离一体化装置图；

图2是应用本发明实施例2的处理装置进行含氟废水高效沉淀与泥水分离的运行流程图；

图3是本发明的工艺流程图。

图中标号说明如下：

1、减速机；2、桨叶搅拌桨；3、连接管；4、斜板填料；5、挡板；6、污泥自由沉降层； 7、污泥压缩层；8、污泥密实层；9、溢流堰；10、出水口；11、集泥管；12、压缩空气进口； 13、软连接；14、电动阀门；15、输料螺旋器；16、转鼓；17、差速器；18、皮带轮；19、 澄清液出口；20、氟化钙污泥出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式，实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求的保护范围并 不局限于下述表示的范围。

实施例1

如图1所示，一种含氟废水高效沉淀与泥水分离一体化装置，其由加药反应区、沉淀区、 集水区、集泥区、泥水分离区组成，其中加药反应区包括减速机1、桨叶搅拌桨2和连接管3； 其中连接管安装在加药反应区和沉淀区之间，沉淀区从上到下设置有斜板填料4、挡板5、污 泥自由沉降层6、污泥压缩层7、污泥密实层8；；集水区包括溢流堰9、出水口10；集泥区 包括集泥管11、压缩空气进口12、软连接13、电动阀门14；压缩空气进口12位于集泥管 11一侧，软连接13和电动阀门14位于集泥管11另一侧，同时集泥管11上设有若干孔道， 便于收集污泥；泥水分离区包括输料螺旋器15、转鼓16、差速器17、皮带轮18、澄清液出 口19、氟化钙污泥出口20及其它辅件如外壳、底座等。如图3所示，将含氟废水与含钙溶 液按反应配比送入处理装置，使氟化钙固体经过污泥自由沉淀、污泥压缩层、污泥密实层后 经集泥区收集后进泥水分离区完成固液分离。所述的含钙溶液为氯化钙溶液，所述电动阀门 为电动蝶阀。

实施例2

结合图1和图2说明含氟废水处理流程，装置还包括含氟废水箱21和含钙溶液箱22， 将含氟废水箱21和含钙溶液箱22中的溶液分别通过泵打入高效沉淀与泥水分离一体化装置 中，沉淀区底部的污泥集泥管11与泥水分离区连接进行泥水分离，获得较高纯度的氟化钙污 泥，可资源化利用。

实施例3

参见图1、图2和实施方式1、实施方式2，将含氟废水与含钙溶液动力提升至处理装置， 含钙溶液中钙离子与含氟废水中氟离子的摩尔比按1.2:2、表面负荷为0.3m³/m²·h、反应停 留时间为5h、处理过程中溶液pH为4，经泥水分离所得的泥渣中氟化钙含量为80％。

实施例4～7

装置同实施例2，实施方法同实例1，只改变表面负荷、停留时间，其结果见表1。

表1 表面负荷和停留时间的影响

实施例8～12

装置同实施例2，实施方法同实例3，只改变pH值，其结果见表2。

表2 pH值的影响

实施例13

装置同实施例2，实施方法同实例1，将含氟废水与含钙溶液动力提升至处理装置，含钙 溶液中钙离子与含氟废水中氟离子的摩尔比按1:2、表面负荷为0.3m³/m²·h、反应停留时间 为5h、处理过程中溶液pH为4，经泥水分离所得的泥渣中氟化钙含量为76％。

实施例14

装置同实施例2，实施方法同实例1，将含氟废水与含钙溶液动力提升至处理装置，含钙 溶液中钙离子与含氟废水中氟离子的摩尔比按1.1:2、表面负荷为0.3m³/m²·h、反应停留时 间为5h、处理过程中溶液pH为4，经泥水分离所得的泥渣中氟化钙含量为79％。

实施例15

装置同实施例2，实施方法同实例1，将含氟废水与含钙溶液动力提升至处理装置，含钙 溶液中钙离子与含氟废水中氟离子的摩尔比按1.2:2、表面负荷为0.1m³/m²·h、反应停留时 间为8h、处理过程中溶液pH为2，经泥水分离所得的泥渣中氟化钙含量为85％。