含氟废水的处理方法及处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含氟废水的处理方法及处理系统。将含氟废水送入含氟废水收集槽进行化学混凝沉淀；送入ACF吸附塔和袋式过滤器，减少悬浮物、有机污染物、胶体对后续设备的影响；送入SAC/WBA/SBA树脂塔，降低废水中电导率以及控制PH值；获得的纯水送入成品水箱，一部分纯水提供给ACF吸附塔、SAC/WBA/SBA树脂塔作为再生或反洗用水，其余纯水送至地下水池；SAC/WBA/SBA树脂塔中富集氟离子的再生废水以及ACF吸附塔中的反洗排水送至含氟废水收集槽中处理后排放。本发明可以在去除含氟废水中氟离子的同时，降低废水中电导率，以及很好的控制PH值。经本发明处理后的水可以直接回收，作为纯水制取水源。
【专利说明】含氟废水的处理方法及处理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，涉及一种含氟废水回收利用、作为纯水制取水源的方法及系统。
【背景技术】
[0002]氟是地球上分布最广的元素之一。氟的化学性质非常活泼几乎能与所有的元素相互作用，因而地壳中的氟大多数以化合物状态存在。氟是人体必需的微量元素之一，然而过量摄入就会导致氟中毒。而含量过高的氟化钙可表现为不同的病理改变:骨硬化、骨质疏松、骨软化和继发性甲状旁腺机能亢进性骨病变。长期过量摄入氟可使骨形成增多，而所形成的骨排列又不规则，导致骨的质和量的分离现象，表现出明显的生理毒性。因此GB8978《污水综合排放标准》规定氟化物(以F-计)的限值为10mg/L( 二级排放)。
[0003]含氟废水是半导体制造业产生的主要污染废水。氢氟酸由于其氧化性和腐蚀性成为氧化和刻蚀工艺中使用的主要溶剂，含氟废水主要来源于FAB车间BOE、SYSMAX、石英炉管清洗机台、Deglaze、Boron Deglaze等机台清洗排水以及Wire Saw车间清洗晶片的排水等，清洗用水采用超纯水(UPW)。
[0004]现有含氟废水处理技术一般使用化学沉淀法，即加氯化钙PAC/PAM，以及加碱进行PH调节，该种工艺处理后的含氟废水电导率高，而且含氟废水中的氟离子去除率只能控制在85%以内，处理后会产生大量的污泥，且处理后的含氟废水不能回用，只能排放到市政污水管网。
[0005]反渗透法是利用足够的压力是高含氟量中的水分子通过反渗透膜而分离出来，目前被广泛用于海水淡化、超纯水制取及多种给水、排水处理中的除盐和浓缩工艺。但其回收率最高只能达到80?85%，且出水含氟量一般只能做到10mg/L以下，氟(F-)去除率一般也只在93?96%之间，即使采用两级反渗透达到出水电导率彡15 μ s/cm(25°C )，但无法实际达到含氟量小于lmg/L的要求。
【发明内容】
[0006]基于上述需求，本发明提出了一种含氟废水的处理方法及处理系统，有效的达到所需要的目的，在去除含氟废水中氟离子的同时，降低废水中电导率，以及很好的控制PH值。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种含氟废水的处理方法，包括以下步骤:
[0009]步骤一，将含氟废水送入含氟废水收集槽，进行化学混凝沉淀；
[0010]步骤二，将上述处理后的废水泵入ACF吸附塔，然后送入袋式过滤器，进行活性炭吸附和袋式过滤，减少悬浮物、有机污染物、胶体对后续设备的影响；
[0011]步骤三，将上述处理后的废水依次送入SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔，在去除含氟废水中氟离子的同时，降低废水中电导率，以及控制PH值；树脂塔内的树脂为强酸性凝胶系树脂和弱碱性大孔/强碱性凝胶阴离子树脂；
[0012]步骤四，将上述处理后获得的纯水送入成品水箱，一部分纯水提供给ACF吸附塔、SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔作为再生或反洗用水，其余纯水送至地下水池；
[0013]步骤五，将上述处理后SAC树脂塔、WBA树脂塔、SBA树脂塔中富集氟离子的再生废水，以及ACF吸附塔中的反洗排水，送至步骤一的含氟废水收集槽中处理后排放。
[0014]一种含氟废水的处理系统，包括顺序连接的含氟废水收集水槽、废水泵、ACF吸附塔、袋式过滤器、SAC树脂塔、WBC树脂塔、SBC树脂塔、终端过滤器、成品水箱以及地下水池；还包括再生水泵，再生水泵的一端连接在成品水箱和地下水池之间的管路上，另一端分别连接ACF吸附塔、SAC树脂塔、WBC树脂塔以及SBC树脂塔；还包括HCl再生装置和NaOH再生装置，HCl再生装置与SAC树脂塔连接，NaOH再生装置与SBC树脂塔连接。
[0015]本发明的有益技术效果是:
[0016]原含氟废水处理工艺处理，氟离子去除率只能达到85%，电导率>1000 yS/cm(25°C)，PH值无法控制，不能直接回收利用。而采用本发明处理的出水水质可达到，电导率< 15 μ S/cm(25°C )，含氟量(以F-计)< lmg/L，PH6?8，可以直接回收，作为纯水制取水源。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0019]图1示出了本发明处理方法的工艺流程。本发明处理系统所包括的处理设备也在图1中示出。如图1所示，本发明处理方法的步骤为:
[0020]I)将含氟废水送入含氟废水收集槽，进行化学混凝沉淀。
[0021]在除氟处理中，化学混凝沉淀法是目前含氟废水处理时应用最多的方法之一，但由于其涉入大量石灰乳和铝盐(PAC)及有机絮凝剂(如PAM等)，其处理后的废水无法达到回收利用的要求，本发明中将原有的化学混凝沉淀法含氟废水处理槽作为处理本发明含氟废水回收再生废水的主要手段，继续保留。
[0022]2)将上述处理后的废水通过废水泵泵入ACF吸附塔，然后送入袋式过滤器。
[0023]根据含氟废水来源水质分析，工艺系统排放并收集的含氟废水中含有部分的COD成分。这些有机污染物将对含氟废水回收系统中的离子交换树脂等产生影响，导致其使用寿命缩短，交换容量下降，再生剂耗量过大，出水水质恶化，严重时，可能会堵塞树脂层空隙造成树脂结块。因此，在本发明中设置了 ACF吸附塔(活性炭吸附器)和袋式过滤器作为工艺预处理手段，尽量减少悬浮物、有机污染物、胶体等对后续设备的影响。
[0024]活性炭吸附是利用多孔性固体，其物理特性主要是指孔隙结构及其分布，在活化过程中晶格间生成的孔隙形成多种形状和大小的微细孔，因而构成巨大的吸附表面积，所以，其具有良好的吸附能力，活性炭的吸附能力以物理吸附为主，但也进行一些选择性吸附，易于被活性炭吸附的有机物有以苯、甲苯等为代表物的芳香溶剂类，氯化芳香烃、酚和氯酚、多格芳香烃类(如苯并芘)、农药、氯化芳香烃类，以及染料、汽油、胺类、腐植物等高分子烃类。同时，对部分重金属和溴碘、氟化物都有较高的吸附能力。
[0025]袋式过滤器是截留细小的颗粒(例如破碎的粉状活性炭等)，避免活性炭吸附器(ACF塔)中产生的炭粉等带人下道工序，聚丙烯滤袋具有体积小、过滤面积大、阻力小、截留率尚等优点。
[0026]3)将上述处理后的废水依次送入SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔。
[0027]由于氟离子(F-)与氢氧根离子(OH-)的半径及电荷都较为相近，多数情况下离子交换是在固相中的OH-和液相中的F-之间进行，降低液相的OH-浓度，有利于交换过程的进行，与体系的pH降低时，OH-浓度降低，因此最有利于F-和OH-进行交换的现状为pH微酸性的体系。因此本发明采用了 SAC/WBA/SBA树脂塔以及HCl和NaOH再生装置作为处理设备，有效的达到了所需要的目的，在去除含氟废水中氟离子的同时，也降低了废水中电导率，以及很好的控制了 PH值。
[0028]此外，因收集的含氟废水中存在总硬度，即钙镁离子，如果将再生剂NaOH吸附在阴离子交换树脂上后，在运行时将置换水中的Ca2+、Mg2+等重金属离子，会产生相应的氢氧化物沉淀，附在树脂表面，阻塞和污染树脂，阻止其继续进行离子交换，而且难以清除。因此，本发明中采用耐污染性好，且有利于系统有效除氟的强酸性树脂，以保证出水的电导率符合设计要求。
[0029]为了保证产水的氟(F-)离子和电导率指标，节约酸碱消耗，本发明中强酸强碱型树脂采用逆流再生，弱碱性树脂由于其极易被碱再生，可利用强碱性树脂的再生废液。本发明采用强酸性凝胶系树脂和弱碱性大孔/强碱性凝胶阴离子树脂组成SAC (u) -WBA (D) -SBA (U)三塔型离子交换系统作为主要回收和提纯工艺。
[0030]4)将上述处理的水经过终端过滤器后获得纯水，送入成品水箱。其中一部分纯水通过再生水泵(兼反洗泵)提供给ACF吸附塔作为反洗水，以及提供给给SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔作为再生水。其余纯水直接送到2000m3的地下水池。
[0031]5)将上述处理后SAC树脂塔、WBA树脂塔、SBA树脂塔中富集氟离子的再生废水以及ACF吸附塔中的反洗排水，仍排放到原化学沉淀法的含氟废水收集槽，按原工艺集中处理后排放。
[0032]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种含氟废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，将含氟废水送入含氟废水收集槽，进行化学混凝沉淀； 步骤二，将上述处理后的废水泵入ACF吸附塔，然后送入袋式过滤器，进行活性炭吸附和袋式过滤，减少悬浮物、有机污染物、胶体对后续设备的影响； 步骤三，将上述处理后的废水依次送入SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔，在去除含氟废水中氟离子的同时，降低废水中电导率，以及控制PH值； 步骤四，将上述处理后获得的纯水送入成品水箱，一部分纯水提供给ACF吸附塔、SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔作为再生或反洗用水，其余纯水送至地下水池； 步骤五，将上述处理后SAC树脂塔、WBA树脂塔、SBA树脂塔中富集氟离子的再生废水，以及ACF吸附塔中的反洗排水，送至步骤一的含氟废水收集槽中处理后排放。
2.根据权利要求1所述含氟废水的处理方法，其特征在于:所述步骤三中树脂塔内的树脂为强酸性凝胶系树脂和弱碱性大孔/强碱性凝胶阴离子树脂。
3.一种含氟废水的处理系统，其特征在于:包括顺序连接的含氟废水收集水槽、废水泵、ACF吸附塔、袋式过滤器、SAC树脂塔、WBC树脂塔、SBC树脂塔、终端过滤器、成品水箱以及地下水池；还包括再生水泵，再生水泵的一端连接在成品水箱和地下水池之间的管路上，另一端分别连接ACF吸附塔、SAC树脂塔、WBC树脂塔以及SBC树脂塔；还包括HCl再生装置和NaOH再生装置，HCl再生装置与SAC树脂塔连接，NaOH再生装置与SBC树脂塔连接。
【文档编号】C02F103/04GK104478136SQ201410785325
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】李小兵 申请人:力特半导体（无锡）有限公司