一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备的制作方法

1.本技术涉及环保工程水处理中的含氟废水的技术领域，尤其是涉及一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备。


背景技术：

2.氟是人体不可或缺又不可摄入过多的临界元素，饮用水中氟含量过高时，会导致牙齿发黑的程度逐渐增大，并且损坏牙齿构造，高氟水是指氟含量超过1mg/l的水。另外，高氟水可导致氟骨症，过量的氟和骨骼中的钙反应生成caf2，使骨质变松，引起腰酸腿疼、关节僵硬、驼背等肢体变形、骨折直到截瘫。所以，含氟废水越来越引起人们的重视。
3.含氟废水处理使用较多的方法主要有化学沉淀法、普通混凝沉淀法、吸附法、离子交换法与膜处理法。
4.化学沉淀法与普通混凝沉淀法一般用于处理高浓度含氟废水，不能有效保障低浓度含氟废水出水水质的达标。吸附法具有接触时间长，价格贵，再生困难，易发生吸附剂板结和布水器堵塞等缺点，一般应用于给水项目，在废水当中应用较少。离子交换法和膜分离法都具有投资大、运行成本高的特点，对一般的含氟废水处理不适用。化学沉淀法配套的设备相对简单，投资少，但是无法用于低浓度含氟废水处理。离子交换(出水≤1mg/l)和反渗透(出水≤0.5mg/l)效果相对较好，设备占地少，但是配套设备复杂，核心部件需要经常更换，运行成本高，并且反渗透(反渗透)在降低氟化物含量的同时也会降低水的硬度等，反渗透一般用于纯水制取。
5.发明人认为上述相关技术存在以下问题：现有的除氟设备在低浓度含氟废水处理方面效果有限，而且一般做不到集成化，占地面积大，运行维护费用高。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本技术提供一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，具有投资省、技术成熟、运行维护简单、可有效保障出水氟化物浓度达标的优点，并做成集成化设备系统，便于运输安装，可灵活拉运，用于应急处理。
7.本技术提供的一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，采用如下的技术方案：
8.一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，包括通过连接管相互连通的前置处理部分和后置处理部分；
9.所述前置处理部分包括依次连通的混凝反应池、加载反应池和絮凝反应池；
10.所述后置处理部分包括沉淀池，所述絮凝反应池通过连接管与沉淀池连通；
11.还包括磁粉回收系统和污泥回流系统，所述磁粉回收系统和污泥回流系统连接在沉淀池的底部与加载反应池之间。
12.通过采用上述技术方案：污水先进入混凝反应池，混凝反应池主要为高效除氟净化剂添加，高效除氟净化剂加入混凝反应池后发生电解反应，主要利用其有效组分高正电
荷密度、中聚合度等特点，促使其羟基位点快速与废水中的f-络合形成稳定的配合物；同时因正电荷密度降低，加速配合物聚集沉淀，实现游离态氟向颗粒态氟的转化，之后进入到加载反应池，加载反应池主要添加磁种，其密度为4.8— 5.1，能够与混凝絮体结合，从而大大增加了混凝絮体的比重，大大加快了混凝絮体的沉淀速度，之后污水进入到絮凝反应器，絮凝反应池主要为添加pam进行絮凝反应，使得絮团与磁粉能够有效结合并生成大而密实的絮体，保障絮团在高效沉淀池中有效地沉降，高效沉淀池主要保证反应完全的密实的絮体沉淀彻底，沉淀池设置有布水区、污泥区和出水区。布水区保证进水均匀；污泥区设置有刮泥机，以保障污泥能够顺利进入到泥斗；出水区则通过专业设计将出水水力负荷调整至最佳状态。
13.可选的，所述混凝反应池上设有除氟净化剂添加口，所述混凝反应池中设有混凝搅拌机。
14.通过采用上述技术方案：混凝搅拌机采用低耗能高效专业桨叶，可以使混凝剂迅速地混合到水体中并充分反应
15.可选的，所述加载反应池的一侧设有污泥暂存池，所述加载反应池内设有加载搅拌机。
16.通过采用上述技术方案：加载搅拌机采用低耗能高效专业桨叶，使得絮团和磁粉能够同时处于悬浮状态并均匀分布。另外，系统进一步进行絮凝反应，不断增加絮团的体积，保障后续反应。
17.可选的，所述絮凝反应池内设有絮凝搅拌机，所述絮凝反应池上设有pam加注口。
18.通过采用上述技术方案：絮凝搅拌机采用低耗能高效专业桨叶，能够保障絮团处于悬浮状态的同时又不被打散。
19.可选的，所述污泥回流系统包括与沉淀池连通污泥回收泵，所述污泥回收泵的出口通过管道连通至加载反应池。
20.通过采用上述技术方案：磁粉回收和污泥回流主要是将沉淀池池底部的污泥泵入到磁粉回收系统和加载反应池。
21.可选的，所述磁粉回收系统包括磁粉回收泵，所述磁粉回收泵的进口通过管道连通沉淀池的底部，所述磁粉回收泵的出后通过管道连通剪切器，所述剪切器连通磁分离器，所述磁分离器连通加载反应池和污泥暂存池。
22.通过采用上述技术方案：污泥通过剪切器将结合在一起的污泥和磁粉进行分离，使得磁粉和污泥完全分开，之后进入到磁分离器，将磁粉通过磁力作用收回，而不能被磁力收回的污泥通过管道进入到污泥暂存池中。
23.整个设备可设置有磁粉回收流量计和污泥回流流量计，设置流量大小保证水泵通过调频顺利完成工作。
24.可选的，还包括反冲洗管，所述反冲洗管连通剪切器和磁分离器提供冲洗水。
25.通过采用上述技术方案：剪切机和磁分离机配备反冲洗管，定期冲洗，防止污泥沉积。
26.可选的，所述沉淀池内设有链板式刮泥机。
27.通过采用上述技术方案：通过设置链板式刮泥机，可以方便的将沉淀池内的污泥去除掉。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
29.(1)设备占地面积小，属于集成式系统；
30.(2)投资成本、运行成本低，属于经济型设备；
31.(3)技术成熟，稳定性好，过水部件防腐性高，可以长时间使用，易维护；
32.(4)采用高效磁混凝络合沉淀，表面负荷达10-20m3/(m2*h)，磁粉回收效果好，磁粉回收率可达99.6％；
33.(5)无需额外投加pac，pam用量少。
附图说明
34.图1是本技术实施例的一种形式的整体结构示意图。
35.附图标记说明：100、混凝反应池；110、除氟净化剂添加口；120、混凝搅拌机；200、加载反应池；210、加载搅拌机；300、絮凝反应池；310、絮凝搅拌机；320、pam加注口；400、沉淀池；500、磁粉回收系统；510、磁粉回收泵；520、剪切器；530、磁分离器；600、污泥回流系统；610、污泥回收泵；700、污泥暂存池；800、反冲洗管；900、连接管；1000、链板式刮泥机。
具体实施方式
36.以下结合附图1对本技术作进一步详细说明。
37.本技术实施例公开一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，具体如下：
38.参照图1，本技术提供的一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，采用如下的技术方案：
39.一种用于低浓度含氟废水高效除氟的一体化设备，包括通过连接管900相互连通的前置处理部分和后置处理部分；前置处理部分包括依次连通的混凝反应池100、加载反应池200和絮凝反应池300；后置处理部分包括沉淀池400，絮凝反应池300通过连接管900与沉淀池400连通，还包括磁粉回收系统500和污泥回流系统600，所述磁粉回收系统500和污泥回流系统600连通在沉淀池400的底部和加载反应池200之间。
40.采用“强化混凝络合除氟+磁混凝沉淀”工艺除氟，通过向水体投加复配高效除氟净化剂络合废水中的溶解态氟离子，生成疏水性含氟絮凝体，继而通过絮凝沉淀实现废水中氟化物的高效去除。污水先进入混凝反应池100，混凝反应池100主要为高效除氟净化剂添加，高效除氟净化剂加入混凝反应池100后发生电解反应，主要利用其有效组分高正电荷密度、中聚合度等特点，促使其羟基位点快速与废水中的氟络合形成稳定的配合物；同时因正电荷密度降低，加速配合物聚集沉淀，实现游离态氟向颗粒态氟的转化，之后进入到加载反应池 200，加载反应池200主要添加磁种，其密度为4.8-5.1，能够与混凝絮体结合，从而大大增加了混凝絮体的比重，大大加快了混凝絮体的沉淀速度，之后污水进入到絮凝反应器，絮凝反应池300主要为添加pam进行絮凝反应，使得絮团与磁粉能够有效结合并生成大而密实的絮体，保障絮团在高效沉淀池400中有效地沉降，高效沉淀池400 主要保证反应完全的密实的絮体沉淀彻底，沉淀池400设置有布水区、污泥区和出水区。布水区保证进水均匀；污泥区设置有刮泥机，以保障污泥能够顺利进入到泥斗；出水区则通过专业设计将出水水力负荷调整至最佳状态。
41.其中，高效除氟净化剂加入含氟废水后会产生大量絮体，不需再添加pac等类似絮
凝剂，此时带正电的复配除氟药剂去中和颗粒表面的负电使颗粒絮体“脱稳”。于是，颗粒絮体间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。
42.其中，在本实施例中，混凝反应池100上设有除氟净化剂添加口 110，混凝反应池100中设有混凝搅拌机120。混凝搅拌机120采用低耗能高效专业桨叶，可以使混凝剂迅速地混合到水体中并充分反应。
43.其中，在本实施例中，加载反应池200的一侧设有污泥暂存池 700，加载反应池200内设有加载搅拌机210。加载搅拌机210采用低耗能高效专业桨叶，使得絮团和磁粉能够同时处于悬浮状态并均匀分布。另外，系统进一步进行絮凝反应，不断增加絮团的体积，保障后续反应。
44.其中，在本实施例中，絮凝反应池300内设有絮凝搅拌机310，絮凝反应池上设有pam加注口320。絮凝搅拌机310采用低耗能高效专业桨叶，能够保障絮团处于悬浮状态的同时又不被打散。
45.其中，在本实施例中，污泥回流系统600包括与沉淀池400连通污泥回收泵610，所述污泥回收泵610的出口通过管道连通至加载反应池200。
46.其中，在本实施例中，所述磁粉回收系统500包括磁粉回收泵510，所述磁粉回收泵510的进口通过管道连通沉淀池400的底部，所磁粉回收泵510通过管道连通剪切器520，所述剪切器520连通的磁分离器530，所述磁分离器530连通加载反应池200和污泥暂存池 700。污泥通过剪切器520将结合在一起的污泥和磁粉进行分离，使得磁粉和污泥完全分开，之后进入到磁分离器530，将磁粉通过磁力作用收回，而不能被磁力收回的污泥通过管道进入到污泥暂存池700 中。磁分离器530产生的无磁粉污泥由污泥暂存池700收集后进入污泥处理系统，采用叠螺污泥脱水的方式进行污泥处理，成型后泥饼外运处置。整体设备可设置有磁粉回收流量计和污泥回流流量计，设置流量大小保证水泵通过调频顺利完成工作。
47.其中，在本实施例中，还包括反冲洗管800，所述反冲洗管800 连通剪切器520和磁分离器530提供冲洗水定期冲洗，防止污泥沉积。
48.沉淀池400内设有链板式刮泥机1000，便于将沉淀后的污泥清除掉。
49.本实施例通过强化混凝络合沉淀技术主要为投加专用高效除氟净化剂来去除水体氟化物，强化混凝络合沉淀技术除具有普通混凝沉淀法的优点外，同时突出络合沉淀作用，并兼具吸附与离子交换作用。该技术特别适合于处理低浓度含氟废水，一般情况下，可保障出水氟化物浓度≤0.5mg/l。
50.高效除氟净化剂主要利用其有效组分高正电荷密度、中聚合度等特点，促使其羟基位点快速与废水中的f-络合形成稳定的配合物；同时因正电荷密度降低，加速配合物聚集沉淀，实现游离态氟向颗粒态氟的转化，再经高分子絮凝剂搭桥、捕捉等作用，快速实现泥水分离，达到废水除氟目的。该技术除氟效率高，不受废水水质变化的影响，具有很高的运行稳定性，污泥减量效果明显，与传统方法相比可减量1/4到1/2的药剂用量，运行成本大幅降低，系统简单，操作方便，无需添加大型设备，管理维护容易。
51.强化混凝络合沉淀技术同时还具有一定的吸附与离子交换作用。 1)吸附：高效除氟净化剂混凝除氟过程中有静电吸附存在，直接的证据是混凝絮体由于吸附了带负电荷的氟离子，正电荷被部分中和，相同ph条件下电位要比其本身絮体要低。2)离子交换：氟离子和氢氧根离子半径及电荷都叫为接近，絮凝剂中的氢氧根基团可与氟离子交换而达到除氟
目的。
52.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。