[發明專利]兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水方法及系統

有效

• 申請號: 201611074398.9
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106630084B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 梁思懿;劉寅;劉全金;杜兵;祝群力;李杰;尹航;曹建平;何然;王珊
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司;北京市環境保護科學研究院
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F5/02;C01F11/22;C01F11/18;C02F101/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張德斌;姚亮

1.一種兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水的方法，其是采用兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水的系統實現的，其中，所述系統包括：兩個自結晶流化床反應器：分別記為一級反應器（1）、二級反應器（2）；藥劑A投加裝置（3）、藥劑B投加裝置（4）、一級物料池（7）及二級物料池（9）；

其中，原水池通過進水管路（15）經由進水泵（5）與一級反應器（1）的進水口相連；藥劑A投加裝置（3）通過藥劑A加藥管路（13）與一級反應器（1）的加藥口相連；一級反應器（1）的排渣口通過一級反應器排泥管（17）與所述一級物料池（7）相連；一級反應器（1）的出水口通過一級出水管路（11）與所述二級反應器（2）的進水口相連；藥劑B投加裝置（4）通過藥劑B加藥管路（14）與二級反應器（2）的加藥口相連；二級反應器（2）的排渣口通過二級反應器排泥管（19）與所述二級物料池（9）相連；二級反應器（2）的出水口（33）通過二級出水管路（12）與回收裝置相連，其特征在于，該方法包括以下步驟：

啟動階段：

（1）、首先將原水按最大水力停留時間計算出的流量注入一級反應器，至一級反應器內的液位淹沒循環水系統的出水管路；同時投加藥劑A至一級反應器的空腔內；

然后啟動循環水系統，回流水送至一級反應器配水區與原水混合后，再通過布水器均勻上升至一級反應器的空腔內，使一級反應器內廢水上升流速達到最小設計上升流速，形成過飽和溶液；在一級反應器內的循環流動過程中，Ca²⁺與F^-或Ca²⁺與CO₃^2-的過飽和溶液發生自結晶反應，生成CaF₂或CaCO₃細小晶體粒子，隨后形成流化態顆粒床層；

（2）、一級出水自流進入二級反應器配水區，至二級反應器內的液位淹沒循環水系統的出水管，同時投加藥劑B至二級反應器空腔內；

然后啟動二級反應器循環水系統，回流水送至二級反應器配水區與一級出水混合后，再通過布水器使混合后的廢水均勻上升至二級反應器的空腔內；

此條件下形成過飽和溶液；在二級反應器內的循環流動過程中，Ca²⁺與CO₃^2-的過飽和溶液發生自結晶反應，生成CaCO₃細小晶體粒子，隨后形成流化態顆粒床層；

啟動階段，二級出水中[Ca²⁺]、[F^-]濃度較高，因此還需將二級出水返回原水池繼續處理；

運行階段：

（1）、原水和一級反應器回流水從一級反應器底部進入配水區混合，通過布水器均勻布水后，以一定的空塔上升流速均勻上升至一級反應器流化態顆粒床層中，同時以一定的[Ca²⁺]/[F^-]摩爾比或一定的總堿度質量比將藥劑A注入一級反應器流化態顆粒床層中，形成過飽和溶液；在流化床反應器的特定水力條件下，構晶離子自結晶，并生長成一定粒徑的晶體顆粒，一級反應器空腔內部逐漸形成流化態的結晶顆粒床層，原水自下而上通過流化床層的過程中，原水中的F^-或Ca²⁺得以從水中去除；原水進一步上升至固液分離區，晶體顆粒保留在一級反應器中，上清液經由頂部收水堰收集，自流進入二級反應器底部的配水區；

（2）、一級出水與二級反應器回流水在二級反應器的配水區混合，通過布水器均勻布水后，以一定的空塔上升流速均勻上升至二級反應器空腔內部，同時以一定的?[Ca²⁺]/[CO₃^2-]摩爾比將藥劑B注入于此；在二級反應器空腔內，源源不斷進入的一級出水、二級反應器回流水和藥劑B形成過飽和溶液，在流化床反應器的特定水力條件下，構晶離子自結晶，并生長成一定粒徑的晶體顆粒，反應器空腔內部逐漸形成流化態的結晶顆粒床層，一級出水自下而上通過流化床層的過程中，水中的Ca²⁺得以去除；一級出水進一步上升至固液分離區，晶體顆粒在重力沉淀作用下保留在二級反應器中，上清液經由頂部收水堰收集，最后通過二級出水管排出系統進行回收；

兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水的系統中，所述自結晶流化床反應器包括：

反應器筒體；

設置于反應器筒體底部的布水器（22），反應器運行時，布水器（22）下方為配水區（23）、布水器（22）上方空腔將形成流化床層（24）；

反應器筒體頂部周邊設有收水堰（26），該收水堰（26）下方為固液分離區（25），該固液分離區（25）及流化床層（24）之間設置有環狀收水管（27）；

反應器筒體側壁設有進水口（30）、排渣口（31）、加藥口（32）、出水口（33）、及取樣管（35），

其中，所述進水口（30）、排渣口（31）分別位于布水器（22）的下方、上方；所述加藥口（32）位于反應器筒體中部；所述出水口（33）位于反應器頂部側壁；

反應器筒體側壁上方和底部連接有循環水系統（28），該循環水系統（28）包括循環泵、出水管路及回水管路；其中，出水管路的一端與所述環狀收水管（27）相連，出水管路的另一端經由循環泵再通過回水管路與反應器筒體的底部相連接；

所述取樣管（35）均勻分布于循環水系統（28）出水管路和布水器（22）之間的反應器筒體側壁上。