一种含氟废水的回收利用系统的制作方法

本实用新型涉及环保污水处理技术领域，尤其是一种含氟废水的回收利用系统。

背景技术：

氟盐及氟化物在工业界的用途相当广泛。例如在玻璃的制作、电镀制作、铝和钢的炼制以及半导体元件的制作中，普遍使用大量的氟化物类化学品，由此产生了大量的含氟废水。含氟废水若不经处理直接排放或者处理不达标排放会严重污染环境，威胁人类健康。已有的研究表明，人若长期吸收过量的无机氟化物，会引起氟斑牙、骨膜增生、形成骨刺、骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形发脆等氟骨病。国外文献报道人体中过量的氟还将导致癌症、妇女不孕症、脑损伤、Alzheimer综合症和甲状腺紊乱。中国国家标准GB8978-1996《污水综合排放标准》中规定，普通地区排放污水中含氟量≤10mg/L。因此，污水去氟具有重大意义。

国内外处理工业含氟废水的方法有多种，常用的方法主要有两大类，即沉淀法和吸附法。沉淀法具体过程包括将含氟废水进行调节pH值，然后投加石灰进行反应，再进行混凝沉淀，通过反应沉淀形成CaF2沉淀物，从而将氟从废水中排出，该方法具有方法简单，处理方便等优点，但存在处理后泥渣沉降缓慢、脱水困难、出水难达标等缺点。并且处理过程中加入了大量钙离子，使水硬度增大，如果废水需要进行回用处理，还需要进行化学软化，这样产生的污泥量大，占地面积多，运行成本升高。吸附法主要用于处理低浓度含氟工业废水，对高度浓度含氟废水处理效果差，并且处理速度慢。现有技术中也存在不少多方法综合的污水处理手段，但在个别成分复杂的污水中的处理效果尚不理想。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种含氟废水的回收利用系统，该系统尤其适用于处理含F^-、SO4^2-的高盐废水，无需添加额外的药剂，得到的氟化物和水得到循环使用，硫酸盐变为工业级产品，从而实现污水的零排放，避免危废物产生以及资源的重复利用，为企业的污水处理提供新的思路。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种含氟废水的回收利用系统，其包括碟管式纳滤装置以及分别连接至所述碟管式纳滤装置的高压反渗透装置和蒸发结晶装置，其还包括产水池，所述产水池分别连接至所述高压反渗透装置和蒸发结晶装置。

由于采用了上述技术方案，碟管式纳滤膜由于可拦截高价盐而允许低价盐自由透过的特性，将含氟废水分为含氟低价盐的第一滤过液和含高价盐的第一浓缩液，第一滤过液经再次浓缩得到第一产水和含氟浓度更高的第二浓缩液，收集第一产水，第二浓缩液含氟浓度高并且纯度高，回用于工业生产。第一浓缩液经蒸发结晶得到第二产水工业级的高价盐，第二产水经冷凝后回收，高价盐也可以回用于工业生产，从而氟化物、高价盐以及产水，变废为宝，降低环境污染，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值，为企业的污水处理提供新的思路。

需要说明的是，本实用新型所称高价盐是指高价阴离子所形成的盐。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，其还包括预过滤装置，所述预过滤装置设置于所述碟管式纳滤装置之前，所述预过滤装置的滤径为10-20微米。

由于采用了上述技术方案，预过滤除去了大颗粒杂质，减小碟管式纳滤膜的负担。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，所述蒸发结晶装置设置有回流管，所述回流管连接至所述预过滤装置。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，所述一级碟管式纳滤装置包括至少一个高压碟管式纳滤膜柱，所述高压碟管式纳滤膜柱包括膜壳和拉杆，所述膜壳内设置有滤芯，所述膜壳沿其轴向的两端分别设置有上法兰和下法兰，所述拉杆设置于所述膜壳的中轴线上，并且贯穿所述上法兰和所述下法兰；所述上法兰和所述下法兰均设置于所述膜壳的内部，所述膜壳内部还设置有上挡环，所述上挡环连接至所述上法兰的上方，所述上挡环与所述膜壳之间螺纹连接，所述上挡环中部设置有通孔，所述拉杆贯穿所述通孔并向所述上挡环上方延伸。

当高压碟管式纳滤膜柱往往在高压下运行，长久运行时，拉杆容易产生疲劳而发生断裂。由于采用了上述技术方案，高压碟管式纳滤膜柱的上法兰、下法兰以及上挡环均设置与膜壳内部，分别连接至膜壳与中心栏杆，可以将中心拉杆的受力分散到膜壳上，膜壳分担中心拉杆所承受的压力，缓解拉杆疲劳。并且利用上挡环有效的增大受力面积，进一步缓解中心拉杆以及膜壳的疲劳。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，所述膜壳内部设置有下挡圈，所述下挡圈连接至所述下法兰的下方，所述下挡圈与所述膜壳之间螺纹连接，所述下挡圈中部设置有通孔，所述拉杆贯穿所述通孔并向所述下挡圈的下方延伸。

由于采用了上述技术方案，中心拉杆的受力可以由下挡圈分散到膜壳，保证中心拉杆受力的均匀分散，进一步缓解拉杆疲劳。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，所述上法兰与所述拉杆之间设置有上端小套，所述上端小套呈带帽檐的中空圆柱形，帽檐端向下；所述上端小套与所述上法兰之间用唇形密封圈密封。

本实用新型的一种含氟废水的回收利用系统，所述拉杆的轴向两端设置有拉杆轴套，所述拉杆轴套包括上轴套和下轴套，所述上轴套设置于所述上挡环与所述拉杆之间并向所述上挡环的上方延伸，所述上轴套上方连接有第一固定螺母，第一固定螺母螺纹连接至拉杆；所述下轴套设置于所述下挡圈与所述拉杆之间并向所述下挡圈的下方延伸，所述下轴套下方连接有第二固定螺母，第二固定螺母螺纹连接至拉杆。

由于采用了上述技术方案，能够有效提高高压碟管式纳滤膜柱的密封性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的含氟废水的回收利用系统，利用碟管式纳滤膜特性将含氟废水中的氟化物和高价盐初步分离成含氟化物的滤过液和含高价盐的浓缩液，然后对滤过液和浓缩液分别进行处理。滤过液经再次浓缩得到第一产水和浓度更高的含氟化物的第二浓缩液。第一浓缩液经蒸发结晶得到第二产水和工业级高价盐。第一产水、第二产水、氟化物以及高价盐分别回收利用，变废为宝，实现污水零排放，避免环境污染，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值，为企业的污水处理提供新的思路，在化工、电池、半导体等行业具有良好的应用前景。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型提供的含氟废水的回收利用系统的结构简示图；

图2是本实用新型提供的含氟废水的回收利用系统的高压碟管式纳滤膜柱的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种含氟废水的回收利用系统，其包括相互连接的预过滤装置和碟管式纳滤装置，碟管式纳滤装置连接有高压反渗透装置以及蒸发结晶装置。高压反渗透装置以及蒸发结晶装置分别连接至产水池。蒸发结晶装置还连接有回流管，回流管连接至预过滤装置。

如图2所示，碟管式纳滤装置包括至少一个高压碟管式纳滤膜柱。高压碟管式纳滤膜柱包括膜壳1和拉杆2，膜壳1内设置有滤芯3，拉杆2设置于膜壳1内部的中轴线上，并向膜壳1的轴向两端延伸。滤芯3包括依次间隔设置的多个导流盘和膜片（图未示）。导流盘和膜片分别连接至拉杆2，拉杆2贯穿导流盘以及膜片的中部。膜壳1的轴向两端设置有上法兰4和下法兰5。上法兰4和下法兰5均设置与膜壳1的内部，拉杆2分别贯穿上法兰4和下法兰5。上法兰4与拉杆2之间设置上端小套41，上端小套41呈带帽檐的中空圆柱形，帽檐端位于下方，上端小套41与上法兰4之间用唇形密封圈密封。上法兰4上方连接有上挡环42，上挡环42设置于膜壳1的内部并与膜壳1之间螺纹连接，上挡环42中部设置有通孔，拉杆2贯穿该通孔。上挡环42与拉杆2之间设置有上轴套43，上轴套43延伸至膜壳1外，上轴套43上方连接有第一固定螺母44，第一固定螺母44螺纹连接至拉杆2。下法兰5下方连接有下挡圈51，下挡圈51设置于膜壳1的内部并与膜壳1之间螺纹连接，下挡圈51中部设置有通孔，拉杆2贯穿该通孔。下挡圈51与拉杆2之间设置有下轴套52，下轴套52延伸至膜壳1外，下轴套52上方连接有第二固定螺母53，第二固定螺母53螺纹连接至拉杆2。下法兰5与拉杆2的连接处设置有原水进口、浓缩液出口以及透过液出口（图未示）。本实施例中，膜壳1，拉杆2，上法兰4，上挡环42，下法兰5以及下挡圈51均采用不锈钢材料制成。

本实施例提供的含氟废水的回收利用系统使用过程及原理如下：

含氟废水首先经过预过滤装置，预过滤去除大颗粒杂质，然后进入碟管式纳滤装置进行纳滤，得到含有氟化物的第一滤过液和高价盐的第一浓缩液。第一滤过液进入高压反渗透装置进行再次浓缩，得到第一产水和第二浓缩液。第一浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶得到第二产水和高价盐。其中含氟化物的第一浓缩液直接回用于生产，第一产水和第二产水进行回收利用，高价盐为工业级也可用于生产。

实施例2

本实施例中提供本实用新型的含氟废水的回收利用系统在实际应用中的效果验证，为其有益效果提供进一步地依据。

取某电池企业的含氟废水，该废水氟离子浓度为2000mg/L左右，硫酸根离子浓度18000mg/L左右，悬浮物150mg/L。按图1所示的含氟废水的回收系统进行处理。各装置的处理效果如表1所示。

表1 各工艺阶段处理效果

由表1可知，各装置的处理效果均满足要求，处理效果良好。并且整个过程不添加任何药剂，降低处理成本。得到的氟化钠和硫酸钠均满足工业生产要求。由此可见，本实用新型的含氟废水的回收利用系统实际应用效果良好，能有效回收废水中的氟化钠、硫酸钠以及水，变废为宝，实现污水零排放，降低环境污染，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值，为企业的污水处理提供新的思路，在化工、电池、半导体等行业具有良好的应用前景。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。