[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

本發明提供了一種兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水方法及系統，其包括：兩個自結晶流化床反應器：分別記為一級反應器、二級反應器；藥劑A投加裝置、藥劑B投加裝置、一級物料池及二級物料池；其中，原水池通過進水管路經由進水泵與一級反應器的進水口相連；藥劑A投加裝置通過藥劑A加藥管路與一級反應器的加藥口相連；一級反應器的排渣口通過一級反應器排泥管與所述一級物料池相連；一級反應器的出水口通過一級出水管路與所述二級反應器的進水口相連；藥劑B投加裝置通過藥劑B加藥管路與二級反應器的加藥口相連；二級反應器的排渣口通過二級反應器排泥管與所述二級物料池相連；二級反應器的出水口通過二級出水管路與回收裝置相連。

技術領域

本發明涉及一種兩級兩相流化床自結晶處理高氟、高硬度廢水方法及系統，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

廢水處理領域里，利用向廢水中投加某種化學物質，使該化學物質和其中某些溶解物質產生反應，生成難溶鹽而沉淀下來的方法，稱為化學沉淀法。沉淀的形成經歷著一個從無到有、從小到大的發生和發展的過程，這一過程十分復雜。

簡單地說，沉淀形成的過程包括晶核的形成(成核作用)和沉淀顆粒的成長兩個過程。

(1)晶核的形成—均相成核或異相成核，即：構晶離子在靜電作用下均相成核形成離子對，離子對再形成離子聚集體；或者構晶離子在誘導作用下異相成核直接形成離子聚集體，然后由均相成核或異相成核形成的離子聚集體再形成小晶粒；

(2)沉淀顆粒的成長(或晶核的成長)—生成晶形沉淀或無定形沉淀，即：小晶核形成小沉淀微粒，然后小沉淀微粒再通過定向排列形成晶形沉淀，或通過凝聚形成無定形沉淀。

傳統的化學沉淀法除氟、除硬，即是運用化學沉淀原理(溶度積原理)，借助化學藥劑將氟離子、鈣離子、鎂離子轉化成氟化鈣、碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀的過程，但此過程產生沉淀的往往是無定形沉淀，該無定形沉淀是由許多微小的沉淀顆粒疏松地聚集在一起而形成，沉淀顆粒的排列雜亂無序，其中又常包含有大量的水分及其他雜質，所以是疏松的絮狀沉淀，整個沉淀的體積較大，因此其工藝過程往往需配有混凝、沉淀或澄清過程與其同時進行。傳統沉淀工藝中，為加速沉淀而采取過量加藥、投加混凝劑等措施，又增加了污泥的雜質，使得沉淀污泥無回收利用價值，增加了污泥處理的難度，且污泥體積大、含水率高，污泥的另行處置甚至比水處理更難。

由于晶形沉淀內部離子規則排列，結構緊密，若能使沉淀結果為晶形沉淀，則可大大提高沉淀效率，其好處在于：晶形沉淀致密、易沉淀到池底，無需投加混凝藥劑，污泥體積大為減小，含水率低，易于回收利用或最終處置。近年來，“誘導結晶沉淀技術”得到較快發展，該技術以誘導結晶為原理，并結合流化床或填料床反應器形式，所用結晶反應器內需要預置載體或填料作為晶種，使要去除的物質在晶種上發生誘導結晶反應，從而沉積在晶種上，然后通過底部排泥達到處理目的。誘導結晶的核心原理是：誘導作用下的異相成核→定向排列生長→生成晶形沉淀。晶種的作用在于：由于晶種的存在，沉淀反應的活化能降低，從而使溶液中較低飽和度的沉淀物質得以在晶種表面沉淀反應，以晶體的形式生長。為實現誘導結晶，要盡量避免沉淀物的構晶離子過飽和度較大，以免碳酸鈣或氟化鈣自發成核，這些細小晶體不能附著于晶種表面，會隨著出水流出反應器，造成出水濁度增大。

目前以誘導結晶沉淀技術處理高氟高硬廢水，主要基于誘導結晶原理，舉例如下：

(1)《造粒反應器處理高硬度水試驗研究》，顧艷梅，許航，孫宇辰等，土木建筑與環境工程，Vol.37，No.3，2015。文中所用技術是：采用流化床反應器，以一定粒徑的細砂為晶種，運行過程中，細砂表面不斷吸附反應中形成的碳酸鈣，細砂的重量逐漸增加，流化床狀態的平衡被打破，砂石填料漸漸沉在反應器底部，此時砂石填料失效，需將失效的填料取出，替換成新填料。試驗在pH12、砂石填料粒徑為0.2-0.5mm等條件下獲得較好效果，生成的碳酸鈣晶體附著于細砂填料表面，運行15d左右填料表面所附著的碳酸鈣晶體達到飽和，需將沉下的填料取出，更換成新的填料。