CN110963598A - 一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，包括以下步骤：S1：分别配制10％的石灰乳、10％的聚合氯化铝溶液、1％的聚丙烯酰胺溶液、4％NaOH溶液、5％的HCl溶液、35％的HCl溶液；S2：将碱性含氟废水过滤器后，送入pH调节槽，加入S1中配置的35％的HCl溶液，待pH计显示在4～6之间时，停止加入盐酸；S3：经S2的pH调节后，废水送入沉淀反应槽，同时，添加10％聚合氯化铝溶液；S4：向经S3反应后的含氟废水中加入S1配置的1％的聚丙烯酰胺溶液，并按照沉淀反应槽内废水体积比的1‰添加；S5：将经S4反应后的含氟废水进行沉淀，沉降时间在25min～30min之间，S6：经S5沉降后的上清液过滤，去除其中的悬浮物质；S7：经S6处理后的溶液进行离子交换吸附处理，将溶液通过树脂塔。

Description

一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法。
背景技术
目前，国内铀转化厂产生的碱性含氟废水主要有UF4氟化工序尾气淋洗液、电解制氟工序阴极气体淋洗液、UO2氢氟化工序尾气淋洗液、排风厂房淋洗液和设备清洗残液。这些废液中的氟离子含量在5g/L～15g/L，需要对其进行处理方可发排放。
国内涉氟行业已经工程化应用的处理方法主要有三种：一是简单地向碱性含氟废水中添加石灰乳或者可溶性的CaCl2溶液，然后利用压滤机进行固液分离；二是先向碱性含氟废水中添加石灰乳或可溶性的CaCl2溶液，然后向溶液添加PAC(聚合氯化铝)溶液或者FeCl3、FeSO4·7H2O、Al2(SO4)3·18H2O的水溶液，之后再向废液中添加PAM(聚丙烯酰胺)溶液，最后流出液经过斜管沉降器或者多级沉降池进行沉降实现固液分离；二是先向碱性含氟废水中添加石灰乳或可溶性的CaCl2溶液，然后利用压滤机进行固液分离，滤液经过活性Al2O3吸附后排放。
目前，国内铀转化主要采用第一种方法进行碱性含氟废液处理，但难以达到《污水综合排放标准》GB8978-1996二类废水排放标准中F－离子小于10mg/L的限制。在此基础上，国内铀转化厂尝试进行了第二种和第三种处理方法，但由于铀转化碱性含氟废水成分的特殊性，废水处理效果波动较大，即普通的化学沉淀，即钙盐沉淀除氟并不能将铀转化碱性含氟废水中的F－离子连续稳定地降到10mg/L的限值以下，主要原因在于：
1)F－离子与Ca2+结合生成的CaF2在常温下溶解度较高，在30℃时就达到了85.75×10－3g/100mL，即F－离子含量为41.78mg/L，所以CaF2的溶解度决定了单纯钙盐除氟达不到10mg/L以下；
2)生成的CaF2溶解度受废液中盐分的影响很大，当盐分增加时，溶解度亦随之增大，而铀转化碱性含氟废液中含有大量诸如HCO3 －、CO3 2－、Cl－、Na+、NH4 +离子等，进一步增加了CaF2的溶解度；
3)生成的CaF2沉淀包覆在Ca(OH)2颗粒上，阻碍了F－离子与Ca2+的进一步结合。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，即提供了一种铀转化碱性含氟废水中氟离子去除技术，使得铀转化碱性含氟废水利用本方法处理后，排放液中的F－离子小于10mg/L。
本发明的技术方案如下：一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
S1：分别配制10％的石灰乳、10％的聚合氯化铝溶液、1％的聚丙烯酰胺溶液、4％NaOH溶液、5％的HCl溶液、35％的HCl溶液；
S2：将碱性含氟废水过滤器后，送入pH调节槽，加入S1中配置的35％的HCl溶液，待pH计显示在4～6之间时，停止加入盐酸；
S3：经S2的pH调节后，废水送入沉淀反应槽，向碱性含氟废水中加入S1配置的10％石灰乳，同时，按照沉淀反应槽内废水体积比的5‰添加S1配置的10％聚合氯化铝溶液；
S4：向经S3反应后的含氟废水中加入S1配置的1％的聚丙烯酰胺溶液，并按照沉淀反应槽内废水体积比的1‰添加；
S5：将经S4反应后的含氟废水进行沉淀，沉降时间在25min～30min之间，
S6：经S5沉降后的上清液过滤，去除其中的悬浮物质；
S7：经S6处理后的溶液进行离子交换吸附处理，将溶液通过树脂塔，当树脂饱和后，向离子交换柱中加入S1中配置的4％NaOH溶液进行解吸，然后再向离子交换柱中加入S1中配置的5％HCl溶液进行转型再生，直至树脂塔离子交换柱流出液pH降到4～6，进行再次吸附处理。
所述S1中，配制10％石灰乳的槽体设置为两套。
所述S1中，配置10％的石灰乳时，粉末状固态氢氧化钙通过翻板式给粉***实现自动加药，并采用循环流动方式防止管道堵塞。
所述S2中，加入S1中配置的35％的HCl溶液时，开启搅拌桨。
所述S3中，按照20％的过剩系数添加石灰乳。
所述S3中，反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在35min～40min之间。
所述S4中，反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在15min～20min之间。
所述S5中，沉降槽采用竖流式沉降槽。
所述S6中，经S4沉降后的上清液在多介质过滤塔内利用石英砂过滤。
还包括S8：向S7中产生的废水中加入NaOH溶液或HCl溶液，将pH值调节到6～9。
本发明的显著效果在于：
(1)长期饮用氟含量过高的水,则会引起氟斑牙、骨质松脆、关节僵硬甚至瘫痪。为防止高浓度含氟废水污染地下水源，必须对其进行净化处理，利用该技术能使得铀转化行业产生的碱性含氟废水中的F－离子含量降至10mg/L以下。
(2)铀转化生产线产生的碱性含氟废水，再经过石灰沉淀、铝盐吸附、絮凝沉淀、离子交换吸附处理后，F－离子符合污水综合排放标准，最终将废液中的F－离子以固体沉淀的形式固化下来，有效地保护了铀转化厂周围水质。。
具体实施方式
实施例1
一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
S1：分别配制10％的石灰乳、10％的聚合氯化铝溶液、1％的聚丙烯酰胺溶液、4％NaOH溶液、5％的HCl溶液、35％的HCl溶液；配制10％石灰乳的槽体设置为两套。配置10％的石灰乳时，粉末状固态氢氧化钙通过翻板式给粉***实现自动加药，并采用循环流动方式防止管道堵塞。
S2：将碱性含氟废水过滤器后，送入pH调节槽，加入S1中配置的35％的HCl溶液，开启搅拌桨。待pH计显示在4～6之间时，停止加入盐酸；
S3：经S2的pH调节后，送入沉淀反应槽，向碱性含氟废水中按照20％的过剩系数加入S1配置的10％石灰乳，同时，按照沉淀反应槽内废水体积比的5‰添加S1配置的10％聚合氯化铝溶液；反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在35min～40min之间。
S4：向经S3反应后的含氟废水中加入S1配置的1％的聚丙烯酰胺溶液，并按照沉淀反应槽内废水体积比的1‰添加；反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在15min～20min之间。
S5：将经S4反应后的含氟废水进行沉淀，沉降时间在25min～30min之间，
S6：经S4沉降后的上清液在多介质过滤塔内利用石英砂过滤，去除其中的悬浮物质；沉降槽采用竖流式沉降槽。
S7：经S6处理后的溶液进行离子交换吸附处理，将溶液通过树脂塔，当树脂饱和后，向离子交换柱中加入S1中配置的4％NaOH溶液进行解吸，然后再向离子交换柱中加入S1中配置的5％HCl溶液进行转型再生，直至树脂塔离子交换柱流出液pH降到4～6，进行再次吸附处理。
S8：向S7中产生的废水中加入NaOH溶液或HCl溶液，将pH值调节到6～9。
实施例2
一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，包括以下步骤：
1)溶液配制
分别配制10％的石灰乳、10％的PAC(聚合氯化铝)溶液、1％的PAM(聚丙烯酰胺)溶液、4％NaOH溶液、5％的HCl溶液、35％的HCl溶液。
其中配制10％石灰乳的槽体设置为两套，体积为30m3，配制期间不影响设备连续运转。粉末状固态氢氧化钙通过翻板式给粉***实现自动加药，减少人工操作强度，10％石灰乳采用循环流动方式防止管道堵塞。其他溶液配制完之后均暂存于各自贮槽中。
2)pH调节
1)在盐酸配制槽内配制35％的盐酸溶液；
2)碱性含氟废水经过管道过滤器后，送入pH调节槽，打开盐酸入口控制阀门，开启压酸输送泵，开启搅拌桨，待pH计显示在4～6之间时，关闭盐酸输送泵，关闭盐酸入口控制阀门。
3)钙盐沉淀和铝盐吸附
pH调节完的含氟废水从调节槽侧面溢流口自流入反应槽，打开石灰乳入口控制阀门，由于石灰乳是连续循环输送方式，因此打开阀门石灰乳即可进入反应槽，按照20％的过剩系数添加石灰乳。同时，打开PAC(聚合氯化铝)溶液入口控制阀门，启动PAC溶液输送泵，按照体积比的5‰添加。反应期间，搅拌桨须一直处于转动状态，整个反应时间在35min～40min之间。
4)助凝剂添加
与石灰乳和PAC反应完的碱性含氟废水从反应槽侧面的溢流口自流入凝集槽，打开PAM(聚丙烯酰胺)溶液入口阀门，启动PAM溶液入口控制阀门，按照体积比的1‰添加。反应期间搅拌桨也须一致处于转动状态，整个反应时间在15min～20min之间。
5)沉降
添加完助凝剂的碱性含氟废水从凝集槽侧面的溢流口自流入沉降槽。沉降槽采用竖流式沉降槽，不易堵塞，便于排泥和设备维护。沉降槽底部设置自动刮泥***。沉降时间在25min～30min之间，上清液自流入滤液贮槽，泥浆利用污泥输送泵打入全自动板框压滤机进行固液分离。
6)清液过滤
沉降槽内的上清液和板框压滤机产生的滤液在滤液贮槽内暂存，后利用废液输送泵输送至全自动多介质过滤塔，在多介质过滤塔内利用石英砂等的机械过滤作用，去除水中SS(悬浮物质)，全自动多介质过滤塔设置为自动冲洗。
7)离子交换吸附处理
离子交换吸附属于氟深度处理***，采用双塔串联运行，两塔也可单独通水运行，在双塔串联状态中，前塔出水可适当高出水浓度标准要求，树脂过饱和，由后塔作为出水保证，这样可充分发挥树脂吸附容量，延长树脂塔通水时间，提高运行效率，减少树脂塔再生频率。当前塔过饱和后，设备自动切换为单塔运行，过饱和的前塔作再生处理，前塔再生完成后，置于串联的后塔位置，这样可充分保证出水中F－的去除效果。运行时，开启含氟废水输送泵，打开相应控制阀门，流量控制在2.5m3/h～3.0m3/h之间。
当前柱或者后柱流出液中F－大于5m/L，即视为树脂已经饱和，此时需要进行解吸和再生处理。加入4％NaOH溶液以OH-将树脂吸附的F-解吸下来，然后用5％的HCl溶液对树脂进行再生，直至离子交换柱流出液pH降到4～6。解吸液和再生废液重新流入碱性含氟含铀废水收集槽内，重新进行处理。
8)pH值二次调节
由于《污水综合排放标准》GB8978-1996二类废水排放标准中对pH值的要求是6～9，所以在中和槽内要进行调节。根据pH计显示值，判断需要添加试剂类型，打开NaOH溶液或HCl溶液的控制阀门，将pH值调节到6～9，后自流入排放池暂存，由排放池输送至碱浓缩池，实现槽式排放。

Claims (10)

1.一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：分别配制10％的石灰乳、10％的聚合氯化铝溶液、1％的聚丙烯酰胺溶液、4％NaOH溶液、5％的HCl溶液、35％的HCl溶液；
S2：将碱性含氟废水过滤器后，送入pH调节槽，加入S1中配置的35％的HCl溶液，待pH计显示在4～6之间时，停止加入盐酸；
S3：经S2的pH调节后，废水送入沉淀反应槽，向碱性含氟废水中加入S1配置的10％石灰乳，同时，按照沉淀反应槽内废水体积比的5‰添加S1配置的10％聚合氯化铝溶液；
S4：向经S3反应后的含氟废水中加入S1配置的1％的聚丙烯酰胺溶液，并按照沉淀反应槽内废水体积比的1‰添加；
S5：将经S4反应后的含氟废水进行沉淀，沉降时间在25min～30min之间，
S6：经S5沉降后的上清液过滤，去除其中的悬浮物质；
S7：经S6处理后的溶液进行离子交换吸附处理，将溶液通过树脂塔，当树脂饱和后，向离子交换柱中加入S1中配置的4％NaOH溶液进行解吸，然后再向离子交换柱中加入S1中配置的5％HCl溶液进行转型再生，直至树脂塔离子交换柱流出液pH降到4～6，进行再次吸附处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S1中，配制10％石灰乳的槽体设置为两套。
3.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S1中，配置10％的石灰乳时，粉末状固态氢氧化钙通过翻板式给粉***实现自动加药，并采用循环流动方式防止管道堵塞。
4.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S2中，加入S1中配置的35％的HCl溶液时，开启搅拌桨。
5.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S3中，按照20％的过剩系数添加石灰乳。
6.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S3中，反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在35min～40min之间。
7.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S4中，反应期间，一直使用搅拌桨搅拌，整个反应时间在15min～20min之间。
8.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S5中，沉降槽采用竖流式沉降槽。
9.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：所述S6中，经S4沉降后的上清液在多介质过滤塔内利用石英砂过滤。
10.根据权利要求1所述的一种用于铀转化碱性含氟废水的处理方法，其特征在于：还包括S8：向S7中产生的废水中加入NaOH溶液或HCl溶液，将pH值调节到6～9。
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