一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法

文档序号:41547069发布日期:2025-04-08 18:00阅读:79来源:国知局

本发明涉及污水处理,具体为一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法。


背景技术:

1、氟是人体必须的微量元素,适量的氟的摄入可以抑制乳酸杆菌从而预防龋齿,促进牙齿硬度和骨骼强度的增强,但长期过量的摄入氟则会引起氟斑牙、氟骨病等。此外,氟也对人的皮肤和黏膜有一定的刺激和腐蚀作用。氟对植物也可以产生影响。过量的氟会破坏细胞质膜和叶绿体,阻碍光合物的跨膜运输,影响植物的光合作用和呼吸作用,通过抑制马来酸脱氢酶的活性抑制新陈代谢,因此水体中过量的氟可影响水生植物的生长,破坏水生态系统。

2、含氟化合物是多个化工行业、集成电路、光伏企业生产的所必须的原材料,也必然导致大量含氟废水的排出。随着集成电路、光伏企业的迅猛发展,氟污染日趋严重。

3、目前常用的除氟技术包括化学沉淀、混凝、吸附、离子交换、膜分离(电渗析、反渗透、纳滤)等。化学沉淀、混凝等处理深度有限,适合处理高浓度含氟废水,难以将氟降到8mg/l以下,一般达不到较高的排放标准。吸附法、离子交换面临处理成本高等问题,而膜分离技术能耗较高,且浓水的处理也是一个难题。总体上而言,目前污水中除氟设备及除氟方法上往往存在结构复杂、投入成本高以及除氟不彻底等问题。

4、因此,当前亟需一种经济、高效的深度除氟设备及除氟方法,为各类水的深度除氟提供技术支持。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法,用于解决现有技术中在水处理时,难以经济、高效地进行深度除氟的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种吸附联合诱导结晶除氟设备,所述池体包括筒体、连接于所述筒体底端的圆台壳体、连接于所述圆台壳体底端的锥形壳体以及支撑于所述筒体底端外缘的支撑结构,所述筒体侧壁顶部设有进水管;所述环形支撑外缘固定连接于所述筒体内周壁顶端;所述旋转架包括转动连接于所述环形支撑內缘的环体、设于所述环体中心的套环以及多个沿径向固定于所述环体和套环之间的连杆;所述驱动组件用于驱动所述环体转动;所述定量投料组件包括固定于所述连杆顶面外端的支座、固定于所述支座顶部的水平筒、转动安装于所述水平筒内的螺旋叶片轴、固定于所述水平筒一端面且用于驱动所述螺旋叶片轴转动的投料电机、底端固定于所述水平筒顶端的料斗、盖合于所述料斗顶端的顶盖、顶端一侧固定于所述水平筒另一端的竖筒、设于所述竖筒内腔且位于所述水平筒下侧的称重支撑件以及设于所述竖筒内腔中心的旋转布料件,所述称重支撑件包括外缘固定于所述竖筒内周壁的扇环形底板、固定于所述扇环形底板內缘的套圈、平行设于所述扇环形底板上方的扇环形支板以及连接于所述扇环形支板底面和扇环形底板顶面之间的称重传感器,所述旋转布料件包括转动套装于所述套圈内的竖轴、沿径向成对固定于所述竖轴外周壁且底端位于所述扇环形支板顶面两端的隔板以及固定于所述竖轴底端的叶片,所述竖筒底端靠近所述筒体中心的一侧设有开口槽;所述排废阀门安装于所述锥形壳体底端;所述柱形壳体设于所述筒体一侧,所述柱形壳体与所述筒体之间沿竖向设有通过槽;所述悬浮排水组件包括滑动套装于所述柱形壳体内的环形浮体以及固定套装于所述环形浮体内部的水泵;所述氟离子监测模块安装于所述环形浮体底面;所述排水软管一端套装于所述水泵的输出端。

3、优选的,所述环形支撑底面的內缘固定有回转支承,所述环体外缘固定于所述回转支承转动内环顶面,所述环体底面的內缘固定有外齿圈,所述驱动组件包括固定于所述环形支撑顶面的驱动电机以及固定套装于所述驱动电机动力输出轴底端且与所述外齿圈啮合的齿轮。

4、优选的,所述柱形壳体内周壁设有多个分别沿竖向延伸的滑槽,所述环形浮体的外部固定套装有套筒,所述套筒外周壁对应于所述滑槽的位置分别设有竖槽,所述竖槽内分别转动安装有沿所述滑槽滚动的滚轮。

5、优选的,还包括固定支撑件和分隔件,所述固定支撑件包括固定圆板、底端固定套装于所述固定圆板中心且顶端转动套装于所述套环内的竖管以及固定于所述固定圆板外围且与所述圆台壳体的底端固定套接的外环件,所述固定圆板上沿周向均匀设有多个扇形孔一,所述分隔件包括转动套装于所述竖管内的竖杆、中心固定套装于所述竖杆底端且贴合于所述固定圆板底面的转动圆板,所述转动圆板上设有与所述扇形孔一一一对应的扇形孔二。

6、优选的,所述竖杆顶端设有卡头,所述连杆顶面里端固定有夹手位于所述卡头两侧的电动夹爪。

7、优选的,成对两个所述隔板之间的夹角为90~150°。

8、一种吸附联合诱导结晶除氟方法,包括以下步骤:

9、s1、先利用其中一个所述定量投料组件将ca10(po4)6(oh)2投放至待处理的含氟废水中,以通过离子交换吸附过程生成难溶用水的ca10(po4)6f2;化学反应方程式如下:

10、ca10(po4)6(oh)2+2f-=ca10(po4)6f2+2oh-   ①

11、s2、再利用另一个一个所述定量投料组件按照一定比例向含氟废水中同步投加ca2+、h2po4-、oh-;

12、其中,投加的ca2+、h2po4-、oh-与此时废水中f-的比为ca2+:h2po4-:oh-:f-=7:3:6:1;ca2+、h2po4-、oh-以ca(oh)2,kh2po4,caso4和/或cacl2的形式投加。

13、化学反应方程式如下:

14、10ca2++6h2po4-+2f-=ca10(po4)6f2+12h+   ②

15、12h++12oh-=12h2o   ③

16、其中,吸附过程与结晶过程的相互耦合促进作用,体现在以下2个方面:

17、1)在ca10(po4)6(oh)2表面形成的氟磷酸钙产物可作为种子晶体,为新晶体生长提供结构模板,降低氟磷酸钙析出的界面自由能,形成非均相结晶,进一步降低水中氟磷酸钙的析出浓度,从而达到将f-降到更低水平的目的。

18、2)在ca2+、h2po4-、oh-投加量合适的情况下,离子交换吸附过程生成的oh-与所投加的oh-一起中和氟磷酸钙结晶过程释放的h+,同步加速①、②反应过程。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

20、1、本发明涉及的一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法,由集成有定量投料、混合、监测、排废系统等的除氟设备实施除氟方法,通过吸附与诱导结晶的耦合作用实现污水的深度除氟,较好地解决了在水处理时,难以经济、高效地进行深度除氟的问题。

21、2、本发明涉及的一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法中各药剂的添加比例科学合理,不仅保证最大深度地完成除氟操作,而且避免除氟后的水中增加新的残留成分,例如磷等。



技术特征:

1.一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于:所述环形支撑(2)底面的內缘固定有回转支承(2.1),所述环体(3.1)外缘固定于所述回转支承(2.1)转动内环顶面,所述环体(3.1)底面的內缘固定有外齿圈(3.4),所述驱动组件(4)包括固定于所述环形支撑(2)顶面的驱动电机(4.1)以及固定套装于所述驱动电机(4.1)动力输出轴底端且与所述外齿圈(3.4)啮合的齿轮(4.2)。

3.根据权利要求2所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于:所述柱形壳体(10)内周壁设有多个分别沿竖向延伸的滑槽(10.1),所述环形浮体(11.2)的外部固定套装有套筒(11.3),所述套筒(11.3)外周壁对应于所述滑槽(10.1)的位置分别设有竖槽(11.3.1),所述竖槽(11.3.1)内分别转动安装有沿所述滑槽(10.1)滚动的滚轮(11.4)。

4.根据权利要求3所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于:还包括固定支撑件(6)和分隔件(7),所述固定支撑件(6)包括固定圆板(6.1)、底端固定套装于所述固定圆板(6.1)中心且顶端转动套装于所述套环(3.2)内的竖管(6.2)以及固定于所述固定圆板(6.1)外围且与所述圆台壳体(1.2)的底端固定套接的外环件(6.3),所述固定圆板(6.1)上沿周向均匀设有多个扇形孔一(6.1.1),所述分隔件(7)包括转动套装于所述竖管(6.2)内的竖杆(7.1)、中心固定套装于所述竖杆(7.1)底端且贴合于所述固定圆板(6.1)底面的转动圆板(7.2),所述转动圆板(7.2)上设有与所述扇形孔一(6.1.1)一一对应的扇形孔二(7.2.1)。

5.根据权利要求4所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于:所述竖杆(7.1)顶端设有卡头(7.1.1),所述连杆(3.3)顶面里端固定有夹手位于所述卡头(7.1.1)两侧的电动夹爪(8)。

6.根据权利要求5所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备,其特征在于:成对两个所述隔板(5.9.2)之间的夹角为90~150°。

7.根据权利要求6所述的一种吸附联合诱导结晶除氟设备的除氟方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种吸附联合诱导结晶除氟方法,其特征在于:ca2+、h2po4-、oh-以ca(oh)2、kh2po4、cacl2的形式投加。

9.根据权利要求7所述的一种吸附联合诱导结晶除氟方法,其特征在于:ca2+、h2po4-、oh-以ca(oh)2、kh2po4、caso4的形式投加。

10.根据权利要求7所述的一种吸附联合诱导结晶除氟方法,其特征在于:


技术总结
本发明涉及污水处理技术领域,具体为一种吸附联合诱导结晶除氟设备及除氟方法,除氟设备包括池体、环形支撑、转动架、驱动组件、定量投料组件、固定支撑件、排废阀门、柱形壳体、悬浮排水组件、氟离子监测模块,能够较好地用于除氟方法。除氟方法包括先将Ca<subgt;10</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;(OH)<subgt;2</subgt;投放至待处理的含氟废水中,以通过离子交换吸附过程生成难溶用水的Ca<subgt;10</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;F<subgt;2</subgt;;再向含氟废水中同步投加Ca<supgt;2+</supgt;、H<subgt;2</subgt;PO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;、OH<supgt;‑</supgt;,通过吸附与诱导结晶的耦合作用实现污水的深度除氟,较好地解决了在水处理时,难以经济、高效地进行深度除氟的问题。

技术研发人员:徐微,朱结坤,吴成杰
受保护的技术使用者:安徽农业大学
技术研发日:
技术公布日:2025/4/7
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