一种深度高效除氟处理工艺及系统的制作方法

本发明涉及电子行业废水处理，尤其涉及一种深度高效除氟处理工艺及系统。

背景技术：

1、半导体、新能源、面板等电子企业在生产过程中会利用氢氟酸药剂，同时产生含氟废水需要处理。常规处置方式通过在反应器投加铝盐、钙盐等常规除氟药剂，经化学反应形成氟化钙或氟化铝絮状物，再经由沉淀进行泥水分离，实现氟化物从废水中的去除，出水指标一般在8mg/l～20mg/l之间。随着国家和区域排放标准的提高，直接排放标准提升到1.0mg/l，现有处理工艺已经很难满足高标准排放水质要求。

2、在半导体、tft、光伏等电子行业含氟废水处理工艺中除氟的方法主要有化学沉淀法、混凝沉降法、吸附法、电凝聚法、反渗透法和离子交换法等。单一的化学沉淀法及混凝沉降法，容易受水体中溶解性离子干扰，难以稳定达到<1.0mg/l标准的要求，并且产泥量大，不利于后续处理。

3、吸附法主要是利用氧化铝、活性炭等吸附性材料对废水中氟离子进行物理吸附，吸附材料对进水的cod、铁、铝、钙等离子有浓度限值，超过限值后吸附材料会永久性失效；并且使用一段时间饱和后需要采用再生药剂进行再生，但再生液属于高浓度废液，氟浓度一般在2000mg/l以上，再处理成本较高，且很难达到<1.0mg/l的高标准排放要求，主要适用于水量较小的饮用水的深度处理，相对来说处理费用高，而且操作比较烦琐。

4、电凝聚法、反渗透法和离子交换法等也不适用大水量含氟废水的处理。

5、随着电子产品的发展，水量已形成规模化，寻求投资和运行性价比高的深度除氟方案迫在眉睫。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种深度除氟的处理工艺及系统，用以解决现有含氟废水中氟的深度去除困难、产泥量大以及设备占地面积大等问题中的至少一个，并保证出水氟浓度<1mg/l，达到地表水环境质量标准ⅰ-ⅲ类水质标准。

2、一方面，本发明实施例提供了一种深度高效除氟处理工艺，采用两级处理工艺，一级处理工艺包括ph调节-氟离子化学反应-混凝-絮凝-高效澄清-污泥脱水；二级处理工艺包括ph调节-氟离子氢键吸附-混凝-絮凝-高效澄清-污泥脱水；其中一级处理工艺澄清后的上清液进入二级处理工艺。

3、具体地，所述一级处理工艺包括如下步骤：

4、a.通过废水提升泵将废水池中含氟废水提升至一级ph调节池，通过机械搅拌器进行搅拌，时间10-15分钟，并添加naoh溶液，使一级ph调节池内ph达到8～9；

5、b.将一级ph调节池出水送至一级反应池中，添加反应型除氟剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-20分钟；

6、c.将一级反应池出水送至一级混凝池中，添加混凝剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-20分钟；

7、d.将一级混凝池出水送入一级絮凝池中，添加絮凝剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-25分钟；

8、e.将一级絮凝池出水送入一级高效澄清器中，含氟污泥通过重力作用与水分离，污泥沉降在一级高效澄清器底部，部分污泥通过一级污泥回流泵返回至一级ph调节池，部分污泥通过一级污泥排放泵输送至污泥脱水系统，一级高效澄清器上清液进入二级处理系统。

9、进一步地，所述二级处理工艺包括如下步骤：

10、f.将一级处理工艺澄清器上清液送至二级ph调节池，通过机械搅拌器进行搅拌，时间10-15分钟，并添加naoh溶液，使二级ph调节池内ph达到8～9；；

11、g.将二级ph调节池出水送至二级反应池中，添加吸附性除氟剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-20分钟；

12、h.将二级反应池出水送至二级混凝池中，添加混凝剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-20分钟；

13、i.将二级混凝池出水送入二级絮凝池中，添加絮凝剂，通过机械搅拌器进行搅拌，搅拌反应时间15-25分钟；

14、j.将二级絮凝池出水送入二级高效澄清器中，含氟污泥通过重力作用与水分离，污泥沉降在二级高效澄清器底部，部分污泥通过二级污泥回流泵返回至二级ph调节池，部分污泥通过二级污泥排放泵输送至污泥脱水系统，二级高效澄清器上清液为系统出水。

15、需要说明的是，步骤b所述反应型除氟剂为钙盐或铝盐，步骤c所述混凝剂为聚合氯化铝；步骤d所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

16、步骤g所述吸附性除氟剂为改性矿物质盐，步骤h所述混凝剂为聚合氯化铝，步骤i所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

17、进一步地，步骤e、j所述的污泥回流，污泥回流量占总进水量比例的10-30％。

18、值得注意的是，所述高效澄清通过包括斜板结构的高效澄清器实现，所述高效澄清器斜板材质为pvc或frp，斜板间隔100mm，厚度10mm，倾斜角度60°，长度＞2m；

19、所述污泥脱水通过污泥脱水系统实现，污泥脱水系统采用板框脱水机设备进行脱水，脱水后污泥含水率<60％。

20、进一步地，一级处理工艺出水氟浓度4～6mg/l，二级处理工艺出水氟浓度<1mg/l。

21、另一方面，本发明实施例还提供了一种深度高效除氟处理系统，包括含氟废水调节池，废水提升泵，通过管道依次连接的含氟废水处理系统，污泥脱水系统，加药系统、控制系统；

22、所述含氟废水处理系统包括通过管道依次连接的ph调节池，反应池，混凝池，絮凝池，澄清系统；

23、所述废水池出口与废水提升泵进口通过管道连接，废水提升泵出口通过管道与ph调节池连接；

24、所述澄清系统包括高效澄清器，污泥回流泵，污泥排放泵、污泥浓缩池、污泥输送泵；所述污泥回流泵、污泥排放泵入口通过管道分别与高效澄清器排泥口连接，污泥回流泵出口通过管道连接至ph调节池入口，污泥排放泵出口通过管道污泥浓缩池入口连接；污泥输送泵入口通过管道与污泥浓缩池下部出口连接，污泥输送泵出口通过管道与污泥脱水机连接；

25、所述污泥脱水系统包括板框脱水机、滤液水池、滤液返回泵；所述污泥浓缩池上部出口通过管道连接至滤液水池入口；板框脱水机滤液出口通过管道连接至滤液水池入口；滤液返回泵入口通过管道与滤液水池出口连接，滤液返回泵出口通过管道连接至废水调节池入口。

26、进一步地，所述加药系统通过管道分别与ph调节池、反应池、混凝池、絮凝池连接，管道上分别装有加药阀；

27、所述ph调节池、反应池、混凝池、絮凝池均设有机械搅拌装置；所述ph调节池设有ph计；所述高效澄清器中设有机械刮泥机；

28、所述废水提升泵出口管道上设有流量计和氟表；所述污泥回流泵出口管道设有流量计；

29、通过控制系统分别对所述废水提升泵、污泥回流泵、机械搅拌装置、加药阀、流量计、ph计、氟表进行数据收集、分析和联锁调节。

30、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

31、1、本发明针对电子行业废水中铜、铅、汞、镉、铬等有害重金属离子含量高的特点，采用两级处理工艺；一级处理采用反应型除氟剂结合混凝、絮凝反应，利用电子行业废水中残留的纳米级硅晶作为絮凝晶核，脱除绝大部分重金属离子，避免了重金属离子对后续氟离子脱除的干扰，并快速将氟离子浓度降至4～6mg/l；

32、二级反应采用吸附性除氟剂，并与混凝、絮凝沉淀工艺耦合，使离子态氟的孤对电子与吸附性除氟剂含氢官能团中的氢原子快速形成氢键吸附，可有效地将氟化物浓度由6mg/l稳定的降低到1mg/l以下；

33、本发明的两级处理工艺比仅采用传统铝系、钙系除氟剂，除氟剂投加量减少20-50％，产泥量减少30％-50％，反应时间缩短，是单一化学沉淀反应时间的50％左右；可以作为含氟废水深度除氟(出水氟含量≤1mg/l)的可靠工艺；并且在深度处理条件下，提高处理效率，降低了设备投资和运行成本。

34、2、本发明针对电子废水中tds较高，颗粒沉降速度受水体中tds影响，污泥颗粒下沉速度缓慢的问题；采用高效澄清器代替传统沉淀池，并通过澄清器斜板材质和结构的协同优化，使澄清器斜板长度达到2米以上，以最小的占地实现最大的处理量，并且高效澄清器的水力停留时间为1h，远低于传统沉淀池的2-4h，缩短了处理时间。

35、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。