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百科知識丨工業含氟廢水脫氟處理工藝

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發布日期:2020-05-21 來源:化學工程與裝備 瀏覽次數:163
核心提示:本污水處理系統處理對象為工業含氟廢水,采用混凝沉降聯合離子交換工藝對廢水進行脫氟處理,處理效果好具有較強適應性,可滿足水質、水量的變化。

在經濟發展的推動下,鋼鐵產業發展持續向好,我國大型鋼鐵集團根據市場需求適時調整產量和產品,增加高效益產品的生產和銷售規模,不斷激發鋼鐵板塊創效能力。與此同時,也出現了新的環境問題,這其中危害最為嚴重的是生產系列衍生化學品過程中所產生的含氟廢水。就一般情況而言,鋼鐵衍生化學品生產過程中排放出的含氟廢水中的F-濃度從幾十到幾千ppm 不等。過量F-的排放會對環境造成極大的污染,危害動植物的正常生長,對人體健康也會產生嚴重的影響,工業含氟廢水除氟工藝研究一直是環保領域的重要課題。

目前,國內外處理含氟工業廢水的主要方法化學沉淀法、混凝沉降法、吸附法、電凝聚法、反滲透法、離子交換法、電滲析法和膜分離法等。這其中,應用較為廣泛的工藝方法是吸附法和混凝沉淀法。本文主要介紹了采用混凝沉降聯合離子交換工藝處理含氟廢水的工程實例。

1 工程概況

該工程為某鋼鐵集團公司焦化廢水除氟處理項目,設計每天運行24小時,污水處理裝置年運行按照8400小時設計,處理量為520m3/h。

設計進、出水水質見表1。

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注:氯離子絕對升高濃度不超過200mg/L。其它生物脫氮系統出水指標無影響,包括COD,氨氮、總氰化物、酚、氰、油,總氮等

2 工藝流程

本技術方案主要考慮含氟廢水處理工藝處理,使其達標排放。廢水中主要污染物為:F-、酸、堿等。本工程F 離子濃度為100mg/l,考慮采用鈣法化學混凝沉淀法反應除氟。考慮到反應后形成的CaF2 較難沉淀,因此本工程采用“鈣法+高密度沉淀池工藝+過濾+離子交換法深度除氟工藝”整體工藝路線,從而達到工業廢水氟離子的排放標準。

2.1 工藝流程圖

微信圖片_20200521095324.jpg

2.2 工藝流程說明

(1)調節池

調節水質水量,保證進水的均勻,避免造成后續負荷沖擊。

(2)混凝反應+高密度澄清池系統

混凝反應主要作用是通過調節PH 值后投加藥劑,以去除氟離子,高密度澄清池主要作用是降低原水中的懸浮物及部分有機物,同時結合加藥,可有效降低原水中的氟離子。它是集混凝、反應、沉淀為一體的高效水處理設施。高密度澄清池由混合單元區、反應區、沉淀及濃縮區和斜管分離區組成。濃縮區部分污泥自濃縮區用污泥泵排至污水處理廠污泥系統,部分循環至反應池入口。

(3)過濾池

濾池主要是利用細孔性填料層(采用活性氧化鋁填料)截留水中懸浮雜質,從而使水獲得澄清過濾的工藝過程,可去除2~5μm 以上的顆粒,以保證系統產水達到設計要求。過濾濾池是快濾池的一種形式,因為其濾料采用均質濾料,即均粒徑濾料,故而也稱之為均粒濾料濾池。

(4)緩存池

主要是儲存過濾池產水,以便過濾池反洗及維后續離子交換提供動力。

(5)離子交換法深度除氟系統

利用離子交換樹脂針對陰離子的吸附原理,進一步降低廢水中的氟離子,以保證出水穩定達標。

通常采用的離子樹脂有凝膠型和大孔型兩種。

凝膠型樹脂是高分子骨架結構,無水狀態下內部無毛細孔。遇水后,凝膠型樹脂濕潤膨脹,在結構內部出現微小的孔隙,我們稱之為顯微孔。濕潤樹脂的平均孔徑為2~4nm(2310-6~4310-6mm),直徑一般為0.3~0.6nm。凝膠型樹脂較適合用于吸附無機離子,但不能吸附大分子有機物質。

大孔型樹脂是多孔海綿狀骨架結構,它的內部有大量的永久存在的微細孔和大網孔。遇水濕潤后,大孔型樹脂的孔徑可達100~500nm,孔道表面積可超過1000m2/g。此樹脂內部的孔隙多、表面積大、活性中心多、離子擴散速度快,對比凝膠型樹脂離子,它的交換速度快約10 倍。大孔樹脂的優點還有:耐熱耐冷、耐溶脹,耐氧化,耐磨損,不易碎裂。不僅如此,而且由于它對有機大分子較易吸附,因而抗污染力強,并且易再生,本項目中采用大孔型樹脂。

(6)污泥濃縮池

用于系統產生的污泥和渣,通過進一步濃縮后再通過污泥壓濾機脫水,泥餅外運處理,壓濾液回中間池進一步處理。

3 構筑物清單

本項目廢水處理站主要構筑物,見表2。

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4 結 語

本方案依據焦化廠含氟廢水的特性,采用混凝沉降聯合離子交換工藝處理含氟廢水,在保證廢水出水達標的前提下,最大限度地降低離子交換樹脂的負荷,大大降低了噸水處理成本、提高了工程使用壽命,能夠為我國含氟廢水處理的設計提供借鑒。

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某公司廢水處理回用項目可行性研究報告

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