一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法與流程

2023-06-05 13:49:56 1

本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法。

背景技術：

高純石墨是現代科技與工業發展的重要原料，石墨提純產生的酸性含氟廢水具有環境風險，含氟廢水處理是石墨行業健康發展的重要保證。石墨提純產生的含氟廢水水質複雜，氟離子濃度很高，是氫氟酸、鹽酸、硫酸、硝酸的混合液，同時含有鈣離子、鎂離子、鐵離子、氟矽酸根離子等成分。含氟廢水的主要處理方法包括化學沉澱、混凝沉澱、吸附、離子交換、反滲透和電滲析等。

化學沉澱法是指在廢水中投加沉澱劑，使得廢水中的氟與沉澱劑發生沉澱反應，生成難溶於水的氟化物沉澱或者氟化物吸附於形成的沉澱物共同沉澱，通過自然沉降或過濾等方法進行固液分離，從而實現除氟，降低廢水中的氟含量，常用的沉澱劑有生石灰、熟石灰、鈣鹽等。化學沉澱法在含氟廢水的處理中應用普遍，尤其是高濃度含氟廢水的處理。

混凝沉澱法為在廢水中投加混凝劑，在溶液中形成膠體，從而吸附一部分氟離子，同時通過攪拌和混凝劑的作用使膠體脫穩，再經過絮凝過程，形成上清液和沉積的絮體，將水中的氟轉移至絮體中，同時促進汙泥的沉降。混凝沉澱法經濟實用，設備簡單，操作也比較容易，但是存在汙泥量較大，藥劑量較大，出水含無機鹽離子等問題。如採用鋁鹽混凝劑出水往往含有大量溶解鋁，而且水中亦含有溶解態的含氟絡合物，除氟不徹底，存在安全隱患。

吸附法是將含氟廢水通過吸附裝置，氟離子與吸附劑上的基團或離子發生離子交換，從而去除廢水中的氟離子。吸附法是一種基於接觸法的表面過程，通常用於處理氟離子濃度較低的廢水，適用於飲用水除氟，或者經過預處理的水的深度處理。

離子交換、反滲透和電滲析等方法處理效率高，效果好，出水水質穩定，但需要對原水進行預處理，且建設和運行費用高，技術較複雜，應用較少。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的汙水處理成本高、處理效果不理想、技術較複雜等問題，提供了一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法。

本發明使用沉澱工藝中的鈣鹽沉澱法投加氧化鈣將廢水處理至中性，同時鈣離子和氟離子生成氟化鈣沉澱，將溶液中的氟離子去除。本發明針對氫氟酸法提純石墨過程中產生的兩種廢水進行分別處理，第一種廢水氟離子濃度很高在10000mg/l以上，而第二種廢水氟離子濃度僅為285mg/l，其他成分如氯離子、硫酸根離子等也是一段水高得多。說明第二種廢水較第一種廢水是較為純淨的水，雜質含量少，氟離子含量低，相應酸性也較低。本發明通過沉澱+吸附二級處理工藝將廢水處理至中性，氟離子濃度在10mg/l以下。

為實現上述目的，本發明採取的技術方案如下：

一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法，所述方法具體步驟如下：

步驟一：沉澱：將高濃度酸性含氟廢水通入儲水池一進行儲存，在囤積5m3後，利用水泵將高濃度含氟廢水打到中和沉澱池一，向中和沉澱池一內加入氧化鈣120g/l，開啟機械攪拌槳攪拌30~40min，轉速為250~300r/min；將低濃度酸性含氟廢水通入儲水池二，在囤積5m3後，利用水泵將低濃度含氟廢水打到中和沉澱池二，向中和沉澱池二內加入氧化鈣15g/l，開啟機械攪拌槳攪拌30~40min，轉速為250~300r/min；

步驟二：吸附：將步驟一反應後的沉澱物及廢水通入板框壓濾機進行泥水分離，得到的汙泥外運，上清液泵送到調節池，在調節池內使用鹽酸或氫氧化鈉將上清液的ph調節至中性後，進入吸附塔，吸附塔除水即為達標排放水。

本發明相對於現有技術的有益效果是：

（1）選擇氧化鈣作為沉澱劑，比氫氧化鈣成本低，比碳酸鈣處理調節ph能力強，汙泥量少。鈣鹽沉澱法處理後，出水ph為中性，氟離子濃度在20mg/l左右。

（2）通過將廢水分段處理，提高了氧化鈣的利用率，與廢水混合處理相比，分段處理每噸廢水氧化鈣消耗量減少21kg，節約了成本。

（3）汙泥體積減少20%，第一種汙泥的氟化鈣純度為80%左右，第二種汙泥的氟化鈣純度為20%左右，混合廢水的汙泥氟化鈣純度為50%左右。汙泥純度的提高有利於其資源化利用如燒制氟鋁酸鹽水泥、陶瓷燒結、燒磚，或者浮選提取氟化鈣等，分段處理實現了汙泥減量化，並便於資源化利用。

（4）吸附處理可以有效地進一步去除氟離子濃度，保證出水氟離子濃度在10mg/l以下。使用氫氧化鈉和硫酸鋁可以有效的再生吸附飽和的活性氧化鋁，吸附量下降不大。

（5）整體工藝佔地面積小，操作簡單，方便易行，效果可靠。

附圖說明

圖1為本發明處理方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明，但並不局限於此，凡是對本發明技術方案進行修正或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神範圍，均應涵蓋在本發明的保護範圍之中。

具體實施方式一：本實施方式記載的是一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法，所述方法具體步驟如下：

步驟一：沉澱：將高濃度酸性含氟廢水通入儲水池一1進行儲存，在囤積5m3後，利用水泵將高濃度含氟廢水打到中和沉澱池一3，向中和沉澱池一3內加入氧化鈣120g/l，開啟機械攪拌槳攪拌30~40min，轉速為250~300r/min；將低濃度酸性含氟廢水通入儲水池二2，在囤積5m3後，利用水泵將低濃度含氟廢水打到中和沉澱池二4，向中和沉澱池二4內加入氧化鈣15g/l，開啟機械攪拌槳攪拌30~40min，轉速為250~300r/min；

步驟二：吸附：將步驟一反應後的沉澱物及廢水通入板框壓濾機5進行泥水分離，得到的汙泥外運，上清液泵送到調節池6，在調節池6內使用鹽酸或氫氧化鈉將上清液的ph調節至中性後，進入吸附塔7，吸附塔7除水即為達標排放水，吸附塔出水實時檢測氟離子濃度，當氟離子濃度超過10mg/l時，對吸附劑進行再生，再生液使用氫氧化鈉溶液，活化劑使用硫酸鋁溶液。

具體實施方式二：具體實施方式一所述的一種有利於汙泥資源化的酸性含氟廢水的分段處理方法，步驟一中，所述高濃度酸性含氟廢水一中氟離子濃度≧10000mg/l，低濃度酸性含氟廢水二中氟離子濃度為285mg/l。

實施例1

本實施例以雞西市奧宇石墨集團的兩段含氟廢水作為水樣，使用分段鈣鹽沉澱法處理含氟廢水，之後用活性氧化鋁吸附法進行吸附，具體方案如下：

一段水進入儲水池1，在囤積5m3後，使用水泵打到中和沉澱池，加入氧化鈣120g/l，開啟機械攪拌槳攪拌40min，轉速為300r/min。

一段水進入儲水池2，在囤積5m3後，使用水泵打到中和沉澱池，加入氧化鈣15g/l，開啟機械攪拌槳攪拌40min，轉速為300r/min。

兩段水中和反應後通過汙泥泵打入板式壓濾機，進行泥水分離，汙泥外運處理，出水排入調節池。

調節池內加入鹽酸和氫氧化鈉調節ph為7。使用過濾泵將調節池中的水打入活性氧化鋁吸附塔。

吸附塔出水進行氟離子濃度檢測，當超過10mg/l時，對吸附劑進行再生，再生液選擇0.6mol/l的氫氧化鈉溶液，再生時間為5小時。再生後用自來水衝洗至出水為中性，再用1%的硫酸鋁溶液活化3h，之後用自來水衝洗。

經沉澱+吸附處理後，出水ph為中性，氟離子濃度在10mg/l以下。