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百科知识丨工业含氟废水脱氟处理工艺

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发布日期:2020-05-21 来源:化学工程与装备 浏览次数:85
核心提示:本污水处理系统处理对象为工业含氟废水,采用混凝沉降联合离子交换工艺对废水进行脱氟处理,处理效果好具有较强适应性,可满足水质、水量的变化。

在经济发展的推动下,钢铁产业发展持续向好,我国大型钢铁集团根据市场需求适时调整产量和产品,增加高效益产品的生产和销售规模,不断激发钢铁板块创效能力。与此同时,也出现了新的环境问题,这其中危害最为严重的是生产系列衍生化学品过程中所产生的含氟废水。就一般情况而言,钢铁衍生化学品生产过程中排放出的含氟废水中的F-浓度从几十到几千ppm 不等。过量F-的排放会对环境造成极大的污染,危害动植物的正常生长,对人体健康也会产生严重的影响,工业含氟废水除氟工艺研究一直是环保领域的重要课题。

目前,国内外处理含氟工业废水的主要方法化学沉淀法、混凝沉降法、吸附法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、电渗析法和膜分离法等。这其中,应用较为广泛的工艺方法是吸附法和混凝沉淀法。本文主要介绍了采用混凝沉降联合离子交换工艺处理含氟废水的工程实例。

1 工程概况

该工程为某钢铁集团公司焦化废水除氟处理项目,设计每天运行24小时,污水处理装置年运行按照8400小时设计,处理量为520m3/h。

设计进、出水水质见表1。

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注:氯离子绝对升高浓度不超过200mg/L。其它生物脱氮系统出水指标无影响,包括COD,氨氮、总氰化物、酚、氰、油,总氮等

2 工艺流程

本技术方案主要考虑含氟废水处理工艺处理,使其达标排放。废水中主要污染物为:F-、酸、碱等。本工程F 离子浓度为100mg/l,考虑采用钙法化学混凝沉淀法反应除氟。考虑到反应后形成的CaF2 较难沉淀,因此本工程采用“钙法+高密度沉淀池工艺+过滤+离子交换法深度除氟工艺”整体工艺路线,从而达到工业废水氟离子的排放标准。

2.1 工艺流程图

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2.2 工艺流程说明

(1)调节池

调节水质水量,保证进水的均匀,避免造成后续负荷冲击。

(2)混凝反应+高密度澄清池系统

混凝反应主要作用是通过调节PH 值后投加药剂,以去除氟离子,高密度澄清池主要作用是降低原水中的悬浮物及部分有机物,同时结合加药,可有效降低原水中的氟离子。它是集混凝、反应、沉淀为一体的高效水处理设施。高密度澄清池由混合单元区、反应区、沉淀及浓缩区和斜管分离区组成。浓缩区部分污泥自浓缩区用污泥泵排至污水处理厂污泥系统,部分循环至反应池入口。

(3)过滤池

滤池主要是利用细孔性填料层(采用活性氧化铝填料)截留水中悬浮杂质,从而使水获得澄清过滤的工艺过程,可去除2~5μm 以上的颗粒,以保证系统产水达到设计要求。过滤滤池是快滤池的一种形式,因为其滤料采用均质滤料,即均粒径滤料,故而也称之为均粒滤料滤池。

(4)缓存池

主要是储存过滤池产水,以便过滤池反洗及维后续离子交换提供动力。

(5)离子交换法深度除氟系统

利用离子交换树脂针对阴离子的吸附原理,进一步降低废水中的氟离子,以保证出水稳定达标。

通常采用的离子树脂有凝胶型和大孔型两种。

凝胶型树脂是高分子骨架结构,无水状态下内部无毛细孔。遇水后,凝胶型树脂湿润膨胀,在结构内部出现微小的孔隙,我们称之为显微孔。湿润树脂的平均孔径为2~4nm(2310-6~4310-6mm),直径一般为0.3~0.6nm。凝胶型树脂较适合用于吸附无机离子,但不能吸附大分子有机物质。

大孔型树脂是多孔海绵状骨架结构,它的内部有大量的永久存在的微细孔和大网孔。遇水湿润后,大孔型树脂的孔径可达100~500nm,孔道表面积可超过1000m2/g。此树脂内部的孔隙多、表面积大、活性中心多、离子扩散速度快,对比凝胶型树脂离子,它的交换速度快约10 倍。大孔树脂的优点还有:耐热耐冷、耐溶胀,耐氧化,耐磨损,不易碎裂。不仅如此,而且由于它对有机大分子较易吸附,因而抗污染力强,并且易再生,本项目中采用大孔型树脂。

(6)污泥浓缩池

用于系统产生的污泥和渣,通过进一步浓缩后再通过污泥压滤机脱水,泥饼外运处理,压滤液回中间池进一步处理。

3 构筑物清单

本项目废水处理站主要构筑物,见表2。

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4 结 语

本方案依据焦化厂含氟废水的特性,采用混凝沉降联合离子交换工艺处理含氟废水,在保证废水出水达标的前提下,最大限度地降低离子交换树脂的负荷,大大降低了吨水处理成本、提高了工程使用寿命,能够为我国含氟废水处理的设计提供借鉴。

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