一種高含氟水凈化處理一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于對高含氟水進(jìn)行凈化處理的裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氟是人體所必需的微量元素之一，與鈣、磷的吸收有密切關(guān)系。水中適當(dāng)濃度的氟有助于促進(jìn)兒童生長發(fā)育，預(yù)防發(fā)生齲齒。然而，當(dāng)水中氟濃度超過1.5mg/L時(shí)，長期飲用就會(huì)對人體健康產(chǎn)生危害，如引起氟骨病、氟斑牙，導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，影響細(xì)胞功能，甚至危及生命等。伴隨著諸如含氟礦石開采加工、石油化工、電鍍、冶金、化肥、農(nóng)業(yè)涉氟行業(yè)的發(fā)展，含氟廢水的排放量越來越大，由此造成的氟污染不容忽視。
[0003]通常采用的含氟水處理技術(shù)包括沉淀法、吸附法、離子交換法、反滲透法等。其中，較為常用的是沉淀法和吸附法。沉淀法，即通過向水中投加鈣鹽，將氟轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除水中氟的方法，一般適用于含氟濃度較高、pH值較低的廢水處理。沉淀法的缺點(diǎn)是沉淀劑投加量大，處理水懸浮物濃度高，氟濃度僅能削減至15mg/L左右。吸附法則是通過向含氟水中投加吸附劑對氟進(jìn)行吸附，從而達(dá)到除氟的目的，該法適用于含氟濃度較低，pH值適中(通常因吸附劑類型不同而異)的廢水。常用的吸附劑包括活性炭、活性氧化鋁、褐煤、粉煤灰等。吸附法對氟的去除效果好，但對原水水質(zhì)要求高(尤其氟含量不宜太高)，吸附劑需要定期再生處理后，方可繼續(xù)使用。
[0004]就含氟水凈化處理實(shí)踐而言，含氟水處理工藝一般采用單獨(dú)沉淀工藝，或單獨(dú)吸附工藝，針對高含氟水處理須進(jìn)行復(fù)雜的工藝組合，構(gòu)筑物比較分散，運(yùn)行管理復(fù)雜，占地面積大，缺少一體化高效除氟裝置或反應(yīng)器。
[0005]目前，高含氟水處理需解決的技術(shù)問題在于:提高高含氟水處理效率，降低出水中氟的濃度；開發(fā)一體化處理裝置，減少占地，提高運(yùn)行管理效率，降低投資與運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有高含氟水處理技術(shù)存在的不足，提出一種運(yùn)行簡便、除氟效率高、占地面積小、成本低的高含氟水凈化處理一體化裝置。
[0007]本實(shí)用新型的高含氟水凈化處理一體化裝置，采用以下技術(shù)方案:
[0008]該裝置，包括反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)由下至上依次設(shè)置有污泥沉淀區(qū)、斜板沉淀層、過濾吸附層和集水槽；污泥沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置有絮凝室，絮凝室內(nèi)設(shè)置有配水管；污泥沉淀區(qū)的底部設(shè)置有集泥槽，集泥槽內(nèi)設(shè)置有排泥管；斜板沉淀層的底部設(shè)置有氣體反沖洗管，斜板沉淀層和過濾吸附層之間設(shè)置有反沖洗出水管；過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)有濾料顆粒；反應(yīng)池的上部外側(cè)設(shè)置有出水槽，出水槽與集水槽連通。
[0009]所述絮凝室由頂板和兩側(cè)板圍成，頂板與兩側(cè)板之間留有出水縫隙。
[0010]所述斜板沉淀層由平行排列的斜板組成，斜板的水平傾角為60°，斜板間距為80-100mm,斜板斜長為 1.0-1.2m。
[0011]所述過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)的濾料顆粒粒徑為2-4mm。
[0012]所述過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)的濾料顆粒按粒徑由大到小的順序由下往上鋪設(shè)。
[0013]所述出水槽的底面坡度為1_2%。
[0014]所述集水槽沿反應(yīng)池長度方向均勻布置。
[0015]本實(shí)用新型除氟效率高，可將水中高濃度的氟削減至較低水平，氟濃度可降低至
1.5mg/l以下，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行管理方便，占地面積小，投資低，對于高含氟水的凈化處理具有一定的實(shí)踐作用。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型高含氟水凈化處理一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:1、配水管，2、絮凝室，3、污泥沉淀區(qū)，4、斜板沉淀層，5、吸附過濾層，6、出水槽，7、排泥管，8、氣體反沖洗管，9、反沖洗排水管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的高含氟水凈化處理一體化裝置，主要包括反應(yīng)池、穿孔配水管1、絮凝室2、污泥沉淀區(qū)3，斜板沉淀層4、過濾吸附層5、出水槽6、穿孔排泥管7、氣體反沖洗管8和反沖洗出水管9。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型的高含氟水凈化處理一體化裝置，主要包括反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)由下至上依次設(shè)置有污泥沉淀區(qū)3、斜板沉淀層4和過濾吸附層5。
[0020]污泥沉淀區(qū)3內(nèi)設(shè)置有絮凝室2，絮凝室2內(nèi)設(shè)置有配水管1。絮凝室2沿長度方向?qū)⑴渌?包圍，由頂板和兩側(cè)板圍成，頂板與兩側(cè)板之間留有出水縫隙，出水縫隙大小根據(jù)處理水量進(jìn)行計(jì)算確定。絮凝室2的空間大小、兩側(cè)板之間的距離以及頂板至反應(yīng)池底面的距離，根據(jù)處理水量、含氟濃度及絮凝劑的類型與投加量進(jìn)行計(jì)算確定。配水管1采用穿孔PVC管，進(jìn)行大阻力配水，其管徑大小根據(jù)處理水量進(jìn)行計(jì)算確定，穿孔孔徑約為2mm，保證沿長度方向均勻布水。
[0021]污泥沉淀區(qū)3的底部(也就是反應(yīng)池的底部)設(shè)置有集泥槽，集泥槽內(nèi)設(shè)置有排泥管7。排泥管7的管徑約為100_，管材選擇PVC材質(zhì)，穿孔孔徑可選擇4-6_。污泥沉淀區(qū)3除了定期通過排泥管7排出的污泥，仍積存一定量的污泥，與絮凝室2來水進(jìn)一步發(fā)生絮凝反應(yīng)，以提高絮凝效果。污泥沉淀區(qū)3的大小綜合考慮能夠保證污泥充分絮凝、沉淀進(jìn)行確定。
[0022]斜板沉淀層4由間距為80-100mm的平行排列的斜板組成，斜板的水平傾角為60°，斜板斜長為1.0-1.2m。斜板沉淀層4的底部設(shè)置有氣體反沖洗管8，斜板沉淀層4的上部(斜板沉淀層4和過濾吸附層5之間)設(shè)置有反沖洗出水管9，以對斜板采用氣水反沖方式進(jìn)行沖洗。在保證持續(xù)進(jìn)水的情況下，由設(shè)在斜板底部的氣體反沖洗管8進(jìn)行反沖洗，反沖洗出水由反沖洗出水管9排出。
[0023]過濾吸附層5內(nèi)鋪設(shè)有一定粒徑級配的濾料顆粒，顆粒粒徑2_4mm，按從大到小的順序由下往上鋪設(shè)，如此鋪設(shè)的濾料，下層部分主要起過濾作用，上層起吸附作用。濾料為經(jīng)過改性的活性氧化鋁，同時(shí)具有過濾和吸附功能。
[0024]過濾吸附層5的上部設(shè)置有集水槽和裝置兩側(cè)的出水廊道組成。集水槽有2-3條，沿反應(yīng)池長度方向均勻布置。反應(yīng)池上部外側(cè)設(shè)置有與集水槽連通的出水槽6，出水槽6的底面坡度為1_2%，出水槽6的末端與出水管連接。
[0025]上述裝置凈化處理高含氟水的過程如下所述。
[0026]高含氟水在進(jìn)入反應(yīng)池前，通過管道投加沉淀劑與絮凝劑(沉淀劑可選擇氯化鈣，絮凝劑可采用PAM(聚丙烯酰胺)，然后通過進(jìn)水管道進(jìn)入配水管1。將已投加沉淀劑與絮凝劑的含氟水沿布水管管長均勻注入處理裝置中的絮凝室2內(nèi)。絮凝室2由側(cè)板和頂板組成，沿管長包圍著配水管道，對于絮凝過程具有良好的水力條件，大大增加污泥顆粒相互碰撞的機(jī)會(huì)。在絮凝室2內(nèi)，投加的沉淀劑與水中的氟充分混合反應(yīng)，形成沉淀顆粒，同時(shí)顆粒與顆粒適度碰撞，在絮凝劑的作用下，又會(huì)使形成的顆粒不斷變大，如此形成的固液混合物離開絮凝室2，從出水縫隙中進(jìn)入污泥沉淀區(qū)3。
[0027]在污泥沉淀區(qū)3，積存的污泥保持一定的深度和濃度，形成高密度沉淀區(qū)，沉淀效果良好，含氟顆粒在此完成絕大部分沉淀。除維持污泥量，多余的沉淀污泥通過穿孔排泥管7定期排出裝置外，經(jīng)沉淀區(qū)泥水分離后的液體向上進(jìn)入斜板沉淀層4，從而完成泥水分離。
[0028]根據(jù)淺池沉淀理論，液體在斜板沉淀層4行進(jìn)的過程中，其中的部分殘余顆粒物將沿斜板滑落至污泥區(qū)，含有少量沉淀顆粒及氟離子的清水部分則進(jìn)入過濾吸附層5。如此，液體在斜板沉淀層4進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了固液分離。
[0029]斜板沉淀層4需定期進(jìn)行反沖洗。在保證進(jìn)水不斷的情況下，打開設(shè)在斜板沉淀層4底部的氣體反沖洗管8，同時(shí)打開斜板沉淀層4與過濾吸附層5之間的反沖洗排水管9。在氣泡的帶動(dòng)作用下，沉積在斜板上的固體顆粒被帶出斜板沉淀層4，在水流的作用下，排出裝置外，完成對斜板沉淀層4的反沖洗。
[0030]經(jīng)歷斜板沉淀后的清水中依然含有少量的固體顆粒和部分氟離子。由于過濾吸附層5是由良好粒徑級配的活性氧化鋁組成，在下層顆粒較大，過濾過程起主要作用，能對液體中殘存的沉淀顆粒進(jìn)行高效截留；上層顆粒粒徑較小，同時(shí)，來水經(jīng)過過濾層后，沉淀物已得到有效去除，此層吸附作用大于過濾作用，液體中殘存的氟離子能夠得到較好的吸附而去除。
[0031]在濾料使用一定時(shí)間后，采用堿液解析、鐵鹽活化的方法進(jìn)行再生。濾料再生的作用不僅在于使吸附飽和的濾料進(jìn)行解吸，同時(shí)還對濾料進(jìn)行清洗，從而避免了運(yùn)行過程中的反沖洗過程。
[0032]經(jīng)過過濾吸附層5后的處理水，由設(shè)在水面的集水槽收集至裝置兩側(cè)的出水槽6，然后由出水管排出。至此，高含氟水凈化處理完畢。高含氟原水經(jīng)過一體化裝置中絮凝室
2、污泥沉淀區(qū)3、斜板沉淀層4、吸附過濾層5等各環(huán)節(jié)的處理后，氟濃度可降低至1.5mg/l以下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高含氟水凈化處理一體化裝置，包括反應(yīng)池，其特征是，反應(yīng)池內(nèi)由下至上依次設(shè)置有污泥沉淀區(qū)、斜板沉淀層、過濾吸附層和集水槽；污泥沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置有絮凝室，絮凝室內(nèi)設(shè)置有配水管；污泥沉淀區(qū)的底部設(shè)置有集泥槽，集泥槽內(nèi)設(shè)置有排泥管；斜板沉淀層的底部設(shè)置有氣體反沖洗管，斜板沉淀層和過濾吸附層之間設(shè)置有反沖洗出水管；過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)有濾料顆粒；反應(yīng)池的上部外側(cè)設(shè)置有出水槽，出水槽與集水槽連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述絮凝室由頂板和兩側(cè)板圍成，頂板與兩側(cè)板之間留有出水縫隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述斜板沉淀層由平行排列的斜板組成，斜板的水平傾角為60°，斜板間距為80-100mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述斜板的斜長為 1.0—1.2 m ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)的濾料顆粒粒徑為2-4mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)的濾料顆粒按粒徑由大到小的順序由下往上鋪設(shè)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述出水槽的底面坡度為1_2%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含氟水凈化處理一體化裝置，其特征是，所述集水槽沿反應(yīng)池長度方向均勻布置。
【專利摘要】一種高含氟水凈化處理一體化裝置，包括反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)由下至上依次設(shè)置有污泥沉淀區(qū)、斜板沉淀層、過濾吸附層和集水槽；污泥沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置有絮凝室，絮凝室內(nèi)設(shè)置有配水管；污泥沉淀區(qū)的底部設(shè)置有集泥槽，集泥槽內(nèi)設(shè)置有排泥管；斜板沉淀層的底部設(shè)置有氣體反沖洗管，斜板沉淀層和過濾吸附層之間設(shè)置有反沖洗出水管；過濾吸附層內(nèi)鋪設(shè)有濾料顆粒；反應(yīng)池的上部外側(cè)設(shè)置有出水槽，出水槽與集水槽連通。本實(shí)用新型除氟效率高，可將水中高濃度的氟削減至較低水平，氟濃度可降低至1.5mg/l以下，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行管理方便，占地面積小，投資低，對于高含氟水的凈化處理具有一定的實(shí)踐作用。
【IPC分類】C02F9/04
【公開號】CN204981427
【申請?zhí)枴緾N201520745795
【發(fā)明人】楊哲
【申請人】楊哲
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月24日