CN202046950U - 一种用于含氟工业废水的净化处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于含氟工业废水的净化处理设备，包括通过管线依次顺序连接的集水池、冲洗槽、油水分离池、中和反应处理池和渣浆泵，电石渣乳化池和隔膜阀通过管线依次与所述中和反应处理池连接，箱式压滤机、压缩空气机分别通过管线与所述中和反应处理池连接，绕性阀、淤泥池、隔膜泵通过管线依次与所述箱式压滤机串联连接，所述压缩空气机、绕性阀和隔膜泵通过三通阀并联连接，所述净化处理设备还包括连接所述箱式压滤机的淤泥回收池，其特征在于：在所述渣浆泵和绕性阀之间通过管线连接有膜过滤器。本实用新型占地面积小、运行成本低、减少二次污染、可对净化处理后的水进行回收再利用。

Description

一种用于含氟工业废水的净化处理设备

技术领域

本实用新型具体地涉及一种冶金、机械领域的废水净化处理设备，更具体地，涉及一种对生产、加工不锈钢产品的酸洗废液的净化处理设备，尤其是指一种用于含氟工业废水的净化处理设备。 

背景技术

钢制品生产流程中，酸洗处理是重要的生产工序，酸洗处理是指利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法。其中，不锈钢制品的酸洗处理过程中，采用的主要酸洗介质是氢氟酸和硝酸，常用的是HNO-HF混合酸溶液。酸洗处理的主要原理在于：酸溶液与氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe₃O₄，Fe₂O₃，FeO等)发生化学反应，形成盐类溶于酸溶液中而被除去。 

虽然酸洗处理能够较好的除去钢制品表面附着的杂质，提高钢制品的产率和纯度，但是酸洗处理后产生的工业废水中会残留有含量较高的氟离子以及其他金属离子如镍、铬、锰等。这些工业废水如若不经过净化处理而直接排放，废水中的氟离子等会随着水的流动、渗透和循环，进入地表水和浅层地下水污染饮用水源，因此会对环境保护和人体健康带来较大的危害。随着人民群众对生活质量要求的日益提高以及对水资源的回收利用的迫切需求，政府环境保护部门对工业废水净化处理提出了更高的要求。 

对于含氟工业废水的净化处理可以采取多种技术，目前，国内外用于处理含氟工业废水的方法主要包括吸附法和沉淀法两种。 

吸附法采用吸附材料如活性炭、活性氧化铝、离子交换树脂等作为载体，吸附氟化物等悬浮颗粒，主要是用于含氟量在20～50mg/L之间的低浓度工业废水。但是该方法生产过程的运行和控制较为复杂、资金投入量大、生产成本高且不能满足大规模生产需要，仅限应用于中、小型规模生产。 

沉淀法采用碱性材料如钙基石灰或电石渣等作为载体，利用钙离子与废水中的氟离子反应生成氟化钙的沉淀物，同时采用添加絮凝剂(常用絮凝剂采用电石渣乳液)等手段，使工业废水中的氟离子进一步絮凝，从而降低工业废水中的氟含量。该方法 通过化学中和反应方式处置氟化物悬浮颗粒，可用于含氟浓度较高的工业废水净化处理且能够处理大量废水，而且投入资金与生产成本均低于吸附法，生产过程中的运行和控制相对简便，可满足大规模生产的需要。故沉淀法已成为目前广泛采用的含氟工业废水净化处理方法。 

目前普遍采用的用于含氟工业废水净化处理的成套处理设备主要由油水分离池、中和反应处理池、电石渣乳化池、淤泥池、箱式压滤机、淤泥回收池、一次与二次中和净化池与渣浆泵、隔膜泵、隔膜阀、绕性阀以及连接管线组成，采用无油压缩空气作为气源。该成套处理设备虽然可对含氟工业废水进行有效的净化处理，满足对环境保护和资源回收利用的需求，但是该套设备还存在一定的缺陷，如： 

1、设备占用空间过大。该套设备中的一次与二次净化池均为竖流式净化池，每套占地面积为200～300平方米，占据了大量的空间，因此对于实现控制自动化有较大的难度； 

2、生产运行成本过高。该套设备中的一次与二次净化池中的净化处理过程中，均需加入絮凝剂以提高氟离子的净化效果，从而增加了日常运行成本以及一次性投资成本； 

3、运行过程中控制和操作难度过高。由于受原水(即未经处理的含氟工业废水)中含氟量影响较大，当原水中含氟量波动较大时，经过净化处理后的水中含氟量较难控制，若要达到甚至低于国家规定的工业废水排放标准(工业废水中氟的排放浓度为10mg/L以下)，还需要多次中和净化处理，而且仍需配套采用沙过滤、末端精密过滤相结合的方式进行后续处理，因而易造成二次污染； 

4、大量经过净化处理后的废水直接排放，未进行回收综合利用，造成一定的资源浪费。 

综上所述，目前采用沉淀法净化处理含氟工业废水的成套设备存在着设备占用空间过大、一次性投资成本和日常运行成本过高、运行过程中控制和操作难度过高以及经净化处理后的工业废水直接排放、无法回收再利用的弊端。 

实用新型内容

为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于含氟工业废水的净化处理设备，以克服现有含氟工业废水净化处理设备存在的弊端，进而提供一种工艺合理、装置布局紧凑、设备占地面积小、建设投入资金少、运行成本低、操作简便、维护便捷、工业废水处理量大、减少二次污染并且可对净化处理后的水进行回收再利 用的成套设备。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

一种用于含氟工业废水的净化处理设备，包括通过管线依次顺序连接的集水池、冲洗槽、油水分离池、中和反应处理池和渣浆泵，电石渣乳化池和隔膜阀通过管线依次与所述中和反应处理池连接，箱式压滤机、压缩空气机分别通过管线与所述中和反应处理池连接，绕性阀、淤泥池、隔膜泵通过管线依次与所述箱式压滤机串联连接，所述压缩空气机、绕性阀和隔膜泵通过第三三通阀并联连接，所述净化处理设备还包括连接所述箱式压滤机的淤泥回收池，其特征在于： 

在所述渣浆泵和绕性阀之间通过管线连接有膜过滤器。 

本实用新型以膜过滤器代替现有设备中的一次与二次净化池的目的在于采用膜过滤技术，将经过中和反应处理后含有微颗粒和悬浮物浓浆的含氟工业废水进行精度过滤处理。从而取代了现有净化处理设备中使用絮凝剂对氟离子进行进一步净化处理的工序，降低了运行成本，减少了日常运行投资资金。 

根据本实用新型，油水分离池内置多重支架，支架上安装吸油毡，设置目的在于吸附工业废水中的工业油脂。设置中和反应处理池的目的在于是电石渣化浆液与工业废水进行中和化学反应。设置电石渣乳化池的目的在于将电石渣与水混合乳化成浆液，用于中和工业废水。 

根据本实用新型，设置渣浆泵的目的在于将中和反应处理池中的废水提升输送到膜过滤其中进行精度过滤处理，另外，设置绕性阀的目的在于将膜过滤器过滤后的含氟淤泥杂质直排输送到淤泥沉淀池中，设置淤泥池的目的在于承载由膜过滤器通过绕性阀直排的淤泥状含氟杂质沉淀物，设置隔膜泵的目的在于将淤泥池中的含氟沉淀物抽排输送到箱式压滤机中，设置箱式压滤机的目的在于将含氟杂质的淤泥在液压驱动下压制成为矩形脱水泥块，设置淤泥回收池的目的在于用于集中放置由箱式压滤机压制成型的矩形脱水泥块，设置压缩空气机的目的在于用作曝气气源，用于加快中和反应速度和加快含氟杂质的传输。 

本实用新型设置第三三通阀的目的在于通过压缩空气机，使用无油压缩空气打开绕性阀和启动隔膜泵中以传输淤泥杂质。 

更优选地，根据本实用新型，所述膜过滤器还连接有四通阀。 

设置四通阀的目的在于将膜过滤器中经过精度处理后的含氟工业废水通过多方向传输，进而进行多重方式的后续处理。 

更优选地，根据本实用新型，还包括杂质回收池，所述杂质回收池紧邻淤泥回收 池。设置杂质回收池的目的在于用作集中放置二次水循环处理池净化过滤后产生的废弃物，如长时间使用后失效的净化材料等，以便集中处理。 

更优选地，根据本实用新型，所述四通阀一侧连接有二次水循环处理池。 

设置二次水循环处理池的目的在于将膜过滤器中的工业废水进行二次精密净化处理，从而使净化后的工业废水满足生活用中水(即再生水)的要求(如绿化浇灌、冲洗厕所)，从而达到回收再利用的节约目的。 

更优选地，根据本实用新型，与所述四通阀一侧串联连接有第二三通阀，所述膜过滤器通过第二三通阀与所述中和反应处理池并联连接。 

如此设置的目的在于如果工业废水中含氟量过大，膜过滤器无法一次将其过滤完全，可将未达标的含氟工业废水返送回中和反应处理池进行二次中和处理。 

更优选地，根据本实用新型，所述第二三通阀串联连接第一三通阀，所述膜过滤器通过第一三通阀分别与所述集水池和电石渣乳化池并联连接。 

此处设置第一三通阀将膜过滤器与集水池和电石渣乳化池并联的目的在于，可以将经处理达标后的工业废水返送回电石渣乳化池作为水源补充以进行电石渣的浆液乳化，或者将处理达标后的工业废水返送回集水池用于冲洗酸洗过程中钢制品表面残留酸液，从而达到工业废水循环回收再利用的目的。 

更优选地，根据本实用新型，所述二次水循环处理池连接有酸碱杂物检测装置。设置酸碱杂物检测装置的目的在于检测经二次水循环处理池处理后的工业废水是否达到生活用中水的要求，如不合格，则返送回二次水循环处理池再次进行净化处理，直至符合生活用中水要求为止。 

更优选地，根据本实用新型，所述酸碱杂物检测装置通过管线连接有中水回收池。 

设置中水回收池的目的在于储存经二次水循环处理池处置并经酸碱杂物检测装置检测的合格的生活用中水，以达到随时取用的目的。 

通过如上所述的本实用新型的用于含氟工业废水的净化处理设备，达到了工艺合理、装置布局紧凑、设备占地面积小、建设投入资金少、运行成本低、操作简便、维护便捷、工业废水处理量大的目的，同时亦可祛除工业废水中其他金属离子，通过对处理后的泥块压制脱水处理、集中处置，减少二次污染，同时经过净化处理后的水指标满足国家标准，可进行回收再利用，节能环保，且经过二次净化处理后的水可做生活用中水使用。 

附图说明

图1为现有含氟工业废水净化处理流程图。 

图2为本实用新型中含氟工业废水净化处理流程图。 

图2中，1、集水池 2、冲洗槽 3、油水分离池 4、电石渣乳化池 5、隔膜阀 6、中和反应处理池 7、渣浆泵 8、膜过滤器 9、第一三通阀 10、第二三通阀 11、第三三通阀 12、四通阀 13、二次水循环处理池 14、酸碱及杂物检测装置 15、中水回收池 16、绕性阀 17、淤泥池 18、隔膜泵 19、压缩空气机 20、箱式压滤机 21、淤泥回收池 22、杂质回收池。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。 

实施例 

本实用新型中用于含氟工业废水净化处理设备中各装置的连接方式如下： 

集水池1、冲洗槽2、油水分离池3、中和反应处理池6、膜过滤器8、绕性阀16、淤泥池17、隔膜泵18、箱式压滤机20通过管线依次顺序连接，电石渣乳化池4通过隔膜阀5与中和反应处理池一侧连接，箱式压滤机20通过管线与中和反应处理池6连接，压缩空气机19通过管线与中和反应处理池6连接，压缩空气机19、绕性阀16、隔膜泵18通过管线分别连接在第三三通阀11的三个端口呈丁字型连接，膜过滤器8一端连接四通阀12，四通阀12一个端口连接第二三通阀10，通过管线和第二三通阀10的一个端口使膜过滤器8与中和反应处理池形成回路并联连接，第二三通阀10的另一个端口通过管线连接第一三通阀9，第一三通阀9的另两个端口通过管线分别连接集水池1和电石渣乳化池4，进而与膜过滤器8形成并联连接，四通阀12的一个端口通过管线连接二次水循环处理池13，二次水循环处理池13通过管线一次与酸碱及杂物检测装置14和中水回收池115顺序连接，杂质回收池22紧邻淤泥回收池21。 

其中，隔膜泵1套，型号为PDZ02.BAP-GGG；渣浆泵3套，型号为100/SOC-AH；膜过滤器1套，型号为AUTO-43-NBP-GSP-LA，内置144支表面膜过滤装置；绕性阀1套，型号为GT-DN150；箱式压滤机1套，型号为XAZG60-160/1000U；油水分离池1套，为3m×3m×2m矩形池；中和反应池1套，为4m×5m×2.5m矩形池；电石渣乳化池1套，为4m×5m×2m矩形池；淤泥池1套，为3m×3m×2m矩形池；淤泥回收池1套，为2m×2m×1m矩形池；二次水循环处理池1套，为5m×5m×2.5m矩形池；中水回收池1套，为5m×5m×3m矩形池；杂质回收池1套，为2m×2m×1m矩形池。 

本实用新型中用于含氟工业废水净化处理的工艺流程如下： 

1、制备电石渣浆液：关闭隔膜阀5，将电石渣按比例要求投入电石渣乳化池4，制成电石渣乳化浆液备用； 

2、油水分离处理：将冲洗槽2中冲洗钢制品表面酸液后产生的含氟工业废水送入油水分离池3，通过油水分离池3中的吸油毡吸附工业废水中的油脂，将过滤油脂后的含氟工业废水经过管道排入中和反应池6中； 

3、中和处理：关闭渣浆泵7、关闭第一三通阀9、第二三通阀10、第三三通阀11，关闭四通阀12，打开隔膜阀5，将乳化后的电石渣乳化液通过管道注入中和反应池6，并由隔膜阀5控制注入量，是含氟工业废水与电石渣乳化液进行化学反应，为加快反应速度，可进行曝气，即开通压缩空气机19，将无油压缩空气注入中和反应处理池6； 

4、净化处理：待中和反应处理池6中反应完毕后，开启渣浆泵7，同时保持第一三通阀9、第二三通阀10、第三三通阀11以及四通阀12的关闭状态，关闭隔膜阀5，关闭绕性阀16，将经过中和处理后含微颗粒和悬浮物浓浆的含氟工业废水抽送，并通过管道集中输送到膜过滤器8中进行净化处置。过滤时，浊液(含氟工业废水)经过聚四氟乙烯薄膜滤袋时，清液透过聚四氟乙烯薄膜进入膜过滤器8的上腔，而液体中包含的固态物质被截留在聚四氟乙烯薄膜表面，形成滤饼；浊液先经过滤饼薄膜表面，聚四氟乙烯薄膜对于含中和反应处理池中的中和反应产生的极小颗粒如3μm以下60％的氟化钙，金属铬、镍等有害离子和盐类污染物可截流下来，使过滤后的水清澈；每当被截留下来的固态物形成一定厚度的滤饼时，滤饼会对被渣浆泵7抽进的被处理的废水产生一定的阻力，此时，膜过滤器8便会发出反冲洗信号，反清洗滤饼并形成反清洗，将滤饼全部从聚四氟乙烯薄膜滤袋表面去除；脱离滤袋表面的滤饼将会沉积在过滤器底部，当沉积的滤饼达到一定量时，将会被迅速地从膜过滤器8底部排出。如此过滤与反清洗交替进行，循环往复，实现膜过滤器8的连续运行。 

5、在线检测：采用检测装置对经过膜过滤器8净化处理后的工业废水进行含氟量与PH值检测，如符合国家含氟废水排放标准(浓度低于10mg/L)，可打开四通阀12进行排放，或者使四通阀12与第二三通阀10和第一三通阀9形成通路，将合格的含氟工业废水分别流回电石渣乳化池4和中和反应处理池6以补充所需水量或进入集水池1供酸洗处理后冲洗钢材表面酸液之用，还可关闭第一三通阀9和第二三通阀10，将四通阀12与二次水循环处理池13连通，将合格的含氟工业废水送入二次循环水处理池13中作进一步精密净化处理后作生活用中水使用；如若经检测含氟量与PH值不符合国家标准，则关闭第一三通阀9，开启第二三通阀10与四通阀12形成通路，将不合格的含氟工业废水返送回中和反应处理池6中进行二次中和处理，直至其符合国 家排放标准。 

6、淤泥杂质处理：开启压缩空气机19、第三三通阀11，通过无油压缩空气启动绕性阀16，将膜过滤器8中产生的滤饼等沉淀物(淤泥杂质)通过管线排入淤泥池17中，然后通过无油压缩空气启动隔膜泵18，将淤泥池18中的淤泥杂质通过管线排入箱式压滤机20中，将淤泥杂质在箱式压滤机20中压制成脱水矩形泥块，其中通过压泥产生的溶液可通过管线输送至中和反应处理池6中进行继续处理。定期处理箱式压滤机20中产生的淤泥杂质并放置于淤泥回收池21中集中处置。 

7、二次净化处理：开启四通阀12，关闭第一三通阀9和第二三通阀10，将膜过滤器8中经净化处理后产生的合格工业废水排入二次水循环处理池13中进行二次净化处理，并通过酸碱及杂物检测装置14进行检测，合格的工业废水排入中水回收池15作生活用中水使用，不合格的返送回二次水循环处理池13进行再次净化处理，直至合格。其中，二次水循环处理池13中产生的杂质可定期存放至杂质回收池22以集中处置。 

下表为采用本实用新型提供的设备对含氟工业废水进行处理后与处理前指标对照。 

注：★代表有时酸洗槽损坏时会有十吨左右浓度为20％酸液流进水处理的酸洗槽内。 

通过如上操作步骤，即可完成对含氟工业废水的净化处理。本实用新型提供的用于含氟工业废水净化处理的设备工艺合理、装置布局紧凑、设备占地面积小、建设投入资金少、运行成本低、操作简便、维护便捷、工业废水处理量大、减少二次污染并且可对净化处理后的水进行回收再利用的成套设备，并且在保证中和反应的反应时间和PH值前提下，可连续处理，处置废水含氟浓度范围宽，既能处理低浓度的废水，也能处理高浓度的废水，降低生产成本，每年可减少废水处置费用70万元以上；通用性强，对国内冶金、机械领域的含氟工业废水处理，具有一定推广应用价值。 

Claims (8)

1.一种用于含氟工业废水的净化处理设备，包括通过管线依次顺序连接的集水池(1)、冲洗槽(2)、油水分离池(3)、中和反应处理池(6)和渣浆泵(7)，电石渣乳化池(4)、隔膜阀(5)通过管线依次与所述中和反应处理池(6)连接，箱式压滤机(20)、压缩空气机(19)分别通过管线与所述中和反应处理池(6)连接，绕性阀(16)、淤泥池(17)、隔膜泵(18)通过管线依次与所述箱式压滤机(20)串联连接，所述压缩空气机(19)、绕性阀(16)和隔膜泵(18)通过第三三通阀(11)并联连接，还包括淤泥回收池(21)，其特征在于：在所述渣浆泵(7)和绕性阀(16)之间通过管线连接有膜过滤器(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：所述膜过滤器(8)还连接有四通阀(12)。

3.根据权利要求1所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：还包括杂质回收池(22)，所述杂质回收池(22)紧邻淤泥回收池(21)。

4.根据权利要求2所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：所述四通阀(12)一侧连接有二次水循环处理池(13)。

5.根据权利要求2所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：与所述四通阀(12)一侧串联连接有第二三通阀(10)，所述膜过滤器(8)通过第二三通阀(10)与所述中和反应处理池(6)并联连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：所述第二三通阀(10)串联连接有第一三通阀(9)，所述膜过滤器(8)通过第一三通阀(9)分别与所述集水池(1)和电石渣乳化池(4)并联连接。

7.根据权利要求4所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：所述二次水循环处理池(13)连接有酸碱杂物检测装置(14)。

8.根据权利要求7所述的一种用于含氟工业废水的净化处理设备，其特征在于：所述酸碱杂物检测装置(14)通过管线连接有中水回收池(15)。 

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