CN212269679U - 一种含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其结构包括是pH调节池、除氟反应池、絮凝池、斜板沉淀池依次连接，斜板沉淀池底部通过回流管连接管道混合器，管道混合器连接除氟反应池底部，回流管通过排泥管连接污泥储槽，斜板沉淀池侧面顶部通过溢流管连接出水池，溢流管通过污水回流管连接pH调节池顶部。本实用新型的优点：减少药剂成本，省去混凝池占地面积，减小沉淀池占地面积，减小污泥体积，从而减少了污泥处置费用、投资及运行费用。可根据检测出水氟离子浓度来控制氯化钙的加药量；出水水质稳定，氟离子稳定小于10mg/L；可对管道混合器进行清洗，防止***停止而造成管道内部高密度污泥结垢板结。

Description

一种含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，具体涉及一种电子行业所产生的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，属于废水处理技术领域。

背景技术

随着半导体、面板等行业的蓬勃发展，在给人类带来好处的同时，也给环境带来了一定的负担。在半导体、面板制造生产工艺(沉积、清洗、刻蚀等)中会产生多种废水，其中包括水量占比较大的含氟废水。

目前，大多数生产厂处理含氟废水时均采用传统的混凝沉淀法，即pH调节+两级加钙+PAC+PAM的方法，但存在以下问题：(1)出水水质易受原水水质波动，导致出水SS时常超标；(2)其表面负荷低、占地面积大；(3)污泥产生量大，导致处理成本增加。

中国专利CN104591462A《一种处理强酸性高氟废水的氟化物共沉淀法》，主要工艺流程为：铝盐搅拌+加热+钠盐搅拌+pH调节+沉淀。该工艺产生的含氟污泥含水率高，产生污泥体积增大，导致污泥处置费用增高，同时加热工艺也加大电耗成本，另外该方法设计的沉淀池表面负荷也较低。

中国专利CN109626642A《含氟废水处理***及含氟废水处理方法》，主要工艺流程为：铝盐转化池+沉淀反应池+絮凝池+沉淀分离池，絮凝池中加入絮凝剂与微砂，以微砂和氟铝钙络合沉淀物为晶核，使细小矾花迅速聚集形成较大密实的大矾花，加快沉降速度，部分污泥进行回流，通过水力旋流器将微砂与泥水分离，进入絮凝池。该工艺存在缺点：(1)由于部分污泥外排，导致微砂量减少，需定期补充；(2)由于水力旋流器的作用，每次污泥循环时污泥与微砂分开，导致微砂进入絮凝池沉淀速度虽然加快，但污泥浓度不会持续增加。

中国专利CN108408988A《一种分步去除废水中氟化物的方法和装置》，主要工艺流程为：石灰投加池+pH调节池+混凝池+高密度集成反应池1+软化除硬池+反应吸附池+高密度集成反应池2，高密度集成反应池1部分污泥回流至石灰投加池。该工艺出水F<10mg/L，但除氟工艺复杂、占地面积大、投资及运行费用较高。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺点，通过投加H₂SO₄/NaOH调节含氟废水的pH，然后投加氯化钙使少量钙离子与硫酸根反应，大量钙离子与氟离子反应，产生的CaSO₄沉淀作为CaF₂细小颗粒沉降的晶核，使CaF₂颗粒吸附在CaSO4表面，将CaF₂无晶形沉淀改质为CaF₂-CaSO₄晶形沉淀，加快了CaF₂沉降速度，同时，通过CaF₂-CaSO₄污泥循环***，使得污泥结构更为紧凑，水分子含量越来越少，进而形成高密度结晶污泥，在污泥相同质量条件下，高密度污泥体积更小，实现含氟废水处理工艺简单、药剂成本低、污泥体积小、沉淀池表面负荷高等指标。

本实用新型的技术解决方案：含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其结构包括pH调节池、除氟反应池、絮凝池、斜板沉淀池、出水池和管道混合器，其中pH调节池、除氟反应池、絮凝池、斜板沉淀池通过管道依次连接，斜板沉淀池底部通过带有回流泵的回流管连接管道混合器，管道混合器连接除氟反应池底部，回流泵与斜板沉淀池之间的回流管通过带有排泥泵的排泥管连接污泥储槽，斜板沉淀池侧面顶部通过带污水排出阀的溢流管连接出水池，污水排出阀与斜板沉淀池之间的溢流管通过带污水回流阀的污水回流管连接pH调节池顶部。

优选的，所述pH调节池一侧设有H₂SO₄加药口及NaOH加药口。

优选的，所述除氟反应池一侧设有氯化钙加药口，氯化钙加药口连接自动加药装置，管道混合器靠近回流管一端的进口处也连接自动加药装置。

优选的，所述絮凝池一侧设有PAM加药口。

优选的，所述出水池中设氟离子在线检测仪，氟离子在线检测仪、自动加药装置、污水回流阀和污水排出阀都与控制***电性连接。

优选的，所述管道混合器靠近回流管一端的进口处设高压冲洗装置9。

本实用新型的优点：一、此装置由于污泥改质及循环，使污泥絮体增大，不需额外投加混凝剂(如PAC)，故不用设置PAC反应池，减少了药剂成本及混凝池占地面积。

二、污泥改质及循环使得污泥浓度持续上升，加快污泥沉降速度，可进一步提高斜板沉淀池的表面负荷，减少沉淀池占地面积。

三、现有化学沉淀法产生的含氟污泥浓度为1％～2％，此装置对应工艺产生的污泥浓度为10％～15％，使得污泥体积大幅度减小，脱水机处理规模也可相应减少，与此同时，由于污泥浓度较高，不需设置污泥浓缩池，只需设置体积较小的污泥储罐即可。从而减少了污泥处置费用、投资及运行费用和占地面积。

四、氟离子监测仪设置在出水池中，并与氯化钙加药装置联动。根据检测出水氟离子浓度来控制氯化钙的加药量。(若在除氟反应池中设置氟离子在线检测仪，由于含氟污泥浓度高，会加快检测仪表面结垢，造成检测失灵、频繁清洗等。)

五、出水水质稳定，氟离子稳定小于10mg/L。

六、管道混合器进口处设置高压冲洗装置，可对管道混合器进行清洗，防止***停止而造成管道内部高密度污泥结垢板结。

附图说明

图1是本实用新型含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置的结构示意图。

图中的1是pH调节池、2是除氟反应池、3是絮凝池、4是斜板沉淀池、5是出水池、6是管道混合器、7是污泥储槽、8是自动加药装置、9是高压冲洗装置、10是氟离子在线检测仪、11是污泥回流泵、12是排泥泵、13是污水回流阀、14是污水排出阀。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其结构包括pH调节池1、除氟反应池2、絮凝池3、斜板沉淀池4、出水池5和管道混合器6，其中pH调节池1、除氟反应池2、絮凝池3、斜板沉淀池4通过管道依次连接，斜板沉淀池4底部通过带有回流泵11的回流管连接管道混合器6，管道混合器6连接除氟反应池2底部，回流泵11与斜板沉淀池4之间的回流管通过带有排泥泵12的排泥管连接污泥储槽7，斜板沉淀池4侧面顶部通过带污水排出阀14的溢流管连接出水池5，污水排出阀14与斜板沉淀池4之间的溢流管通过带污水回流阀13的污水回流管连接pH调节池1顶部。

电子行业含氟废水经管路收集至pH调节池1，pH调节池1一侧设有H₂SO₄加药口及NaOH加药口，将含氟废水pH调节至中性，出水进入除氟反应池2。

除氟反应池2一侧设有氯化钙加药口，氯化钙加药口连接自动加药装置8，氯化钙加药口的加药量由自动加药装置8控制。当本***刚运行时，通过投加氯化钙除去废水中的氟离子，当***运行至斜板沉淀池4污泥量满足污泥回流量时，除氟反应池2氯化钙加药口停止加药，污泥回流***启动，改为管道混合器6进口处的氯化钙加药口加药。

除氟反应池2反应结束之后，出水进入絮凝池3，絮凝池3一侧设有PAM加药口，污泥絮凝之后进入斜板沉淀池4。

污泥在沉淀池4中泥水分离，污泥通过回流泵11输送至管道混合器6。随着***的运行，沉淀池4污泥浓度提高至10％～15％，当污泥浓度达到15％，排泥泵12开始工作，将污泥排入污泥储槽7，当污泥浓度小于10％时，排泥泵12停止工作。污泥回流量为污泥产生量的20～30倍，污泥循环浓度为10～15％。

斜板沉淀池4上清液溢流至出水池5，出水池5中设氟离子在线检测仪10，氟离子在线检测仪10、自动加药装置8、污水回流阀13和污水排出阀14都与控制***电性连接，出水池5中的氟离子在线检测仪10与氯化钙自动加药装置8联动，根据检测出水氟离子浓度来控制氯化钙的加药量。

管道混合器6靠近回流管一端的进口处也连接自动加药装置8，回流污泥与氯化钙在管道混合器6中混合均匀，改质成结晶性含钙污泥，含钙污泥进入除氟反应池2，与pH已调至中性的含氟废水进行化学反应。

管道混合器6靠近回流管一端的进口处设高压冲洗装置9，当***停止时可对管道混合器6进行清洗，防止管道内部高密度污泥结垢板结。

根据以上结构，工艺流程为：含氟废水进入pH调节池1，调节废水pH。出水进入除氟反应池2，与改质污泥反应。加入PAM进行絮凝，然后进入斜板沉淀池4。斜板沉淀池4污泥通过管道混合器6回流至除氟反应池2，管道混合器6进口处设置钙盐自动加药装置8，使钙盐与回流污泥在管道混合器6中快速反应，产生高密度结晶污泥。随着***的运行，沉淀池污泥浓度提高至10％～15％，当污泥浓度达到15％，排泥泵12开始工作，将污泥排入污泥储槽7，当污泥浓度小于10％时，排泥泵12停止工作。管道混合器进口6处设置高压冲洗装置9。

具体步骤如下：

1.pH调节池1：含氟废水进入pH调节池1，通过NaOH与H₂SO₄的投加，使出水pH为中性。

2.除氟反应池2：中性废水进入除氟反应池2，***刚运行时，除氟反应池中投加氯化钙，使钙离子与氟离子发生反应，产生氟化钙污泥，当***运行至斜板沉淀池4污泥量达到污泥回流量时，除氟反应池中停止投加氯化钙，污泥回流***启动，在斜板沉淀池4底部管道混合器6进口处投加氯化钙，废水中氟离子与回流含钙改质污泥进行反应。氯化钙投加量为n(Ca²⁺)：n(F^-)＝0.5～8。

3.絮凝池3：加入1～5mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝反应，使污泥絮体进一步增大，有助于沉降。

4.斜板沉淀池4：污泥进入斜板沉淀池4进行泥水分离，污泥通过回流泵11输送至管道混合器6。随着***的运行，斜板沉淀池4污泥浓度提高至10％～15％，当污泥浓度达到15％，排泥泵12开始工作，将污泥排入污泥储槽7，当污泥浓度小于10％时，排泥泵12停止工作。斜板沉淀池4表面负荷为9～12m³/(m²*h)。

5.管道混合器6：当斜板沉淀池4污泥量达到回流量时，除氟反应池2停止投加氯化钙，在管道混合器6进口处投加等量的氯化钙，使回流污泥与钙盐在管道混合器6中混合均匀，形成结晶性含钙污泥，其污泥密度高、体积小、沉降速度快。随后进入除氟反应池2进行反应。污泥回流量为污泥产生量的20～30倍，循环污泥浓度为10％～15％。管道混合器6进口处设置高压冲洗装置9。

6.出水池5：出水池5中氟离子在线检测仪10通过检测出水氟离子浓度来调节氯化钙的加药量，保证出水氟离子达标排放。

自动加药装置8设置有控制***，自动加药装置8与阀和氟离子在线检测仪10电性连接，控制***接收氟离子在线检测仪10的检测数据，当出水池中氟离子浓度超过设定值时，控制***控制阀关闭使污水通过污水回流管流到回流到pH调节池1。

综上所述，本实用新型通过将污泥改质及循环与斜板沉淀池相结合，使含氟污泥絮体增大、污泥浓度增高、污泥沉降速度加快、沉淀池表面负荷提高，解决了传统化学沉淀法除氟存在的缺点。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，包括pH调节池(1)、除氟反应池(2)、絮凝池(3)、斜板沉淀池(4)、出水池(5)和管道混合器(6)，其中pH调节池(1)、除氟反应池(2)、絮凝池(3)、斜板沉淀池(4)通过管道依次连接，斜板沉淀池(4)底部通过带有回流泵(11)的回流管连接管道混合器(6)，管道混合器(6)连接除氟反应池(2)底部，回流泵(11)与斜板沉淀池(4)之间的回流管通过带有排泥泵(12)的排泥管连接污泥储槽(7)，斜板沉淀池(4)侧面顶部通过带污水排出阀(14)的溢流管连接出水池(5)，污水排出阀(14)与斜板沉淀池(4)之间的溢流管通过带污水回流阀(13)的污水回流管连接pH调节池(1)顶部。

2.如权利要求1所述的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，所述pH调节池(1)一侧设有H₂SO₄加药口及NaOH加药口。

3.如权利要求1所述的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，所述除氟反应池(2)一侧设有氯化钙加药口，氯化钙加药口连接自动加药装置(8)，管道混合器(6)靠近回流管一端的进口处也连接自动加药装置(8)。

4.如权利要求1所述的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，所述絮凝池(3)一侧设有PAM加药口。

5.如权利要求3所述的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，所述出水池(5)中设氟离子在线检测仪(10)，氟离子在线检测仪(10)、自动加药装置(8)、污水回流阀(13)和污水排出阀(14)都与控制***电性连接。

6.如权利要求1所述的含氟废水污泥改质及高效沉降的成套装置，其特征在于，所述管道混合器(6)靠近回流管一端的进口处设高压冲洗装置(9)。

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