一种高含氟水净化处理一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于对高含氟水进行净化处理的装置，属于水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]氟是人体所必需的微量元素之一，与钙、磷的吸收有密切关系。水中适当浓度的氟有助于促进儿童生长发育，预防发生龋齿。然而，当水中氟浓度超过1.5mg/L时，长期饮用就会对人体健康产生危害，如引起氟骨病、氟斑牙，导致细胞膜结构发生异常，影响细胞功能，甚至危及生命等。伴随着诸如含氟矿石开采加工、石油化工、电镀、冶金、化肥、农业涉氟行业的发展，含氟废水的排放量越来越大，由此造成的氟污染不容忽视。
[0003]通常采用的含氟水处理技术包括沉淀法、吸附法、离子交换法、反渗透法等。其中，较为常用的是沉淀法和吸附法。沉淀法，即通过向水中投加钙盐，将氟转化为沉淀物而去除水中氟的方法，一般适用于含氟浓度较高、pH值较低的废水处理。沉淀法的缺点是沉淀剂投加量大，处理水悬浮物浓度高，氟浓度仅能削减至15mg/L左右。吸附法则是通过向含氟水中投加吸附剂对氟进行吸附，从而达到除氟的目的，该法适用于含氟浓度较低，pH值适中(通常因吸附剂类型不同而异)的废水。常用的吸附剂包括活性炭、活性氧化铝、褐煤、粉煤灰等。吸附法对氟的去除效果好，但对原水水质要求高(尤其氟含量不宜太高)，吸附剂需要定期再生处理后，方可继续使用。
[0004]就含氟水净化处理实践而言，含氟水处理工艺一般采用单独沉淀工艺，或单独吸附工艺，针对高含氟水处理须进行复杂的工艺组合，构筑物比较分散，运行管理复杂，占地面积大，缺少一体化高效除氟装置或反应器。
[0005]目前，高含氟水处理需解决的技术问题在于:提高高含氟水处理效率，降低出水中氟的浓度；开发一体化处理装置，减少占地，提高运行管理效率，降低投资与运行成本。
【发明内容】
[0006]本实用新型针对现有高含氟水处理技术存在的不足，提出一种运行简便、除氟效率高、占地面积小、成本低的高含氟水净化处理一体化装置。
[0007]本实用新型的高含氟水净化处理一体化装置，采用以下技术方案:
[0008]该装置，包括反应池，反应池内由下至上依次设置有污泥沉淀区、斜板沉淀层、过滤吸附层和集水槽；污泥沉淀区内设置有絮凝室，絮凝室内设置有配水管；污泥沉淀区的底部设置有集泥槽，集泥槽内设置有排泥管；斜板沉淀层的底部设置有气体反冲洗管，斜板沉淀层和过滤吸附层之间设置有反冲洗出水管；过滤吸附层内铺设有滤料颗粒；反应池的上部外侧设置有出水槽，出水槽与集水槽连通。
[0009]所述絮凝室由顶板和两侧板围成，顶板与两侧板之间留有出水缝隙。
[0010]所述斜板沉淀层由平行排列的斜板组成，斜板的水平倾角为60°，斜板间距为80-100mm,斜板斜长为 1.0-1.2m。
[0011]所述过滤吸附层内铺设的滤料颗粒粒径为2-4mm。
[0012]所述过滤吸附层内铺设的滤料颗粒按粒径由大到小的顺序由下往上铺设。
[0013]所述出水槽的底面坡度为1_2%。
[0014]所述集水槽沿反应池长度方向均匀布置。
[0015]本实用新型除氟效率高，可将水中高浓度的氟削减至较低水平，氟浓度可降低至
1.5mg/l以下，同时结构简单、运行管理方便，占地面积小，投资低，对于高含氟水的净化处理具有一定的实践作用。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型高含氟水净化处理一体化装置的结构示意图。
[0017]其中:1、配水管，2、絮凝室，3、污泥沉淀区，4、斜板沉淀层，5、吸附过滤层，6、出水槽，7、排泥管，8、气体反冲洗管，9、反冲洗排水管。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型的高含氟水净化处理一体化装置，主要包括反应池、穿孔配水管1、絮凝室2、污泥沉淀区3，斜板沉淀层4、过滤吸附层5、出水槽6、穿孔排泥管7、气体反冲洗管8和反冲洗出水管9。
[0019]如图1所示，本实用新型的高含氟水净化处理一体化装置，主要包括反应池，反应池内由下至上依次设置有污泥沉淀区3、斜板沉淀层4和过滤吸附层5。
[0020]污泥沉淀区3内设置有絮凝室2，絮凝室2内设置有配水管1。絮凝室2沿长度方向将配水管1包围，由顶板和两侧板围成，顶板与两侧板之间留有出水缝隙，出水缝隙大小根据处理水量进行计算确定。絮凝室2的空间大小、两侧板之间的距离以及顶板至反应池底面的距离，根据处理水量、含氟浓度及絮凝剂的类型与投加量进行计算确定。配水管1采用穿孔PVC管，进行大阻力配水，其管径大小根据处理水量进行计算确定，穿孔孔径约为2mm，保证沿长度方向均匀布水。
[0021]污泥沉淀区3的底部(也就是反应池的底部)设置有集泥槽，集泥槽内设置有排泥管7。排泥管7的管径约为100_，管材选择PVC材质，穿孔孔径可选择4-6_。污泥沉淀区3除了定期通过排泥管7排出的污泥，仍积存一定量的污泥，与絮凝室2来水进一步发生絮凝反应，以提高絮凝效果。污泥沉淀区3的大小综合考虑能够保证污泥充分絮凝、沉淀进行确定。
[0022]斜板沉淀层4由间距为80-100mm的平行排列的斜板组成，斜板的水平倾角为60°，斜板斜长为1.0-1.2m。斜板沉淀层4的底部设置有气体反冲洗管8，斜板沉淀层4的上部(斜板沉淀层4和过滤吸附层5之间)设置有反冲洗出水管9，以对斜板采用气水反冲方式进行冲洗。在保证持续进水的情况下，由设在斜板底部的气体反冲洗管8进行反冲洗，反冲洗出水由反冲洗出水管9排出。
[0023]过滤吸附层5内铺设有一定粒径级配的滤料颗粒，颗粒粒径2_4mm，按从大到小的顺序由下往上铺设，如此铺设的滤料，下层部分主要起过滤作用，上层起吸附作用。滤料为经过改性的活性氧化铝，同时具有过滤和吸附功能。
[0024]过滤吸附层5的上部设置有集水槽和装置两侧的出水廊道组成。集水槽有2-3条，沿反应池长度方向均匀布置。反应池上部外侧设置有与集水槽连通的出水槽6，出水槽6的底面坡度为1_2%，出水槽6的末端与出水管连接。
[0025]上述装置净化处理高含氟水的过程如下所述。
[0026]高含氟水在进入反应池前，通过管道投加沉淀剂与絮凝剂(沉淀剂可选择氯化钙，絮凝剂可采用PAM(聚丙烯酰胺)，然后通过进水管道进入配水管1。将已投加沉淀剂与絮凝剂的含氟水沿布水管管长均匀注入处理装置中的絮凝室2内。絮凝室2由侧板和顶板组成，沿管长包围着配水管道，对于絮凝过程具有良好的水力条件，大大增加污泥颗粒相互碰撞的机会。在絮凝室2内，投加的沉淀剂与水中的氟充分混合反应，形成沉淀颗粒，同时颗粒与颗粒适度碰撞，在絮凝剂的作用下，又会使形成的颗粒不断变大，如此形成的固液混合物离开絮凝室2，从出水缝隙中进入污泥沉淀区3。
[0027]在污泥沉淀区3，积存的污泥保持一定的深度和浓度，形成高密度沉淀区，沉淀效果良好，含氟颗粒在此完成绝大部分沉淀。除维持污泥量，多余的沉淀污泥通过穿孔排泥管7定期排出装置外，经沉淀区泥水分离后的液体向上进入斜板沉淀层4，从而完成泥水分离。
[0028]根据浅池沉淀理论，液体在斜板沉淀层4行进的过程中，其中的部分残余颗粒物将沿斜板滑落至污泥区，含有少量沉淀颗粒及氟离子的清水部分则进入过滤吸附层5。如此，液体在斜板沉淀层4进一步实现了固液分离。
[0029]斜板沉淀层4需定期进行反冲洗。在保证进水不断的情况下，打开设在斜板沉淀层4底部的气体反冲洗管8，同时打开斜板沉淀层4与过滤吸附层5之间的反冲洗排水管9。在气泡的带动作用下，沉积在斜板上的固体颗粒被带出斜板沉淀层4，在水流的作用下，排出装置外，完成对斜板沉淀层4的反冲洗。
[0030]经历斜板沉淀后的清水中依然含有少量的固体颗粒和部分氟离子。由于过滤吸附层5是由良好粒径级配的活性氧化铝组成，在下层颗粒较大，过滤过程起主要作用，能对液体中残存的沉淀颗粒进行高效截留；上层颗粒粒径较小，同时，来水经过过滤层后，沉淀物已得到有效去除，此层吸附作用大于过滤作用，液体中残存的氟离子能够得到较好的吸附而去除。
[0031]在滤料使用一定时间后，采用碱液解析、铁盐活化的方法进行再生。滤料再生的作用不仅在于使吸附饱和的滤料进行解吸，同时还对滤料进行清洗，从而避免了运行过程中的反冲洗过程。
[0032]经过过滤吸附层5后的处理水，由设在水面的集水槽收集至装置两侧的出水槽6，然后由出水管排出。至此，高含氟水净化处理完毕。高含氟原水经过一体化装置中絮凝室
2、污泥沉淀区3、斜板沉淀层4、吸附过滤层5等各环节的处理后，氟浓度可降低至1.5mg/l以下。
【主权项】
1.一种高含氟水净化处理一体化装置，包括反应池，其特征是，反应池内由下至上依次设置有污泥沉淀区、斜板沉淀层、过滤吸附层和集水槽；污泥沉淀区内设置有絮凝室，絮凝室内设置有配水管；污泥沉淀区的底部设置有集泥槽，集泥槽内设置有排泥管；斜板沉淀层的底部设置有气体反冲洗管，斜板沉淀层和过滤吸附层之间设置有反冲洗出水管；过滤吸附层内铺设有滤料颗粒；反应池的上部外侧设置有出水槽，出水槽与集水槽连通。2.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述絮凝室由顶板和两侧板围成，顶板与两侧板之间留有出水缝隙。3.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述斜板沉淀层由平行排列的斜板组成，斜板的水平倾角为60°，斜板间距为80-100mm。4.根据权利要求3所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述斜板的斜长为 1.0—1.2 m ο5.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述过滤吸附层内铺设的滤料颗粒粒径为2-4mm。6.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述过滤吸附层内铺设的滤料颗粒按粒径由大到小的顺序由下往上铺设。7.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述出水槽的底面坡度为1_2%。8.根据权利要求1所述的高含氟水净化处理一体化装置，其特征是，所述集水槽沿反应池长度方向均匀布置。
【专利摘要】一种高含氟水净化处理一体化装置，包括反应池，反应池内由下至上依次设置有污泥沉淀区、斜板沉淀层、过滤吸附层和集水槽；污泥沉淀区内设置有絮凝室，絮凝室内设置有配水管；污泥沉淀区的底部设置有集泥槽，集泥槽内设置有排泥管；斜板沉淀层的底部设置有气体反冲洗管，斜板沉淀层和过滤吸附层之间设置有反冲洗出水管；过滤吸附层内铺设有滤料颗粒；反应池的上部外侧设置有出水槽，出水槽与集水槽连通。本实用新型除氟效率高，可将水中高浓度的氟削减至较低水平，氟浓度可降低至1.5mg/l以下，同时结构简单、运行管理方便，占地面积小，投资低，对于高含氟水的净化处理具有一定的实践作用。
【IPC分类】C02F9/04
【公开号】CN204981427
【申请号】CN201520745795
【发明人】杨哲
【申请人】杨哲
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月24日