[發明專利]一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的新工藝

有效

• 申請號: 201611083141.X
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106587422B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 馮莉;陳縝縝;施炎
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;江蘇永冠給排水設備有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

1.一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的工藝，其特征在于，以含氟原水、水處理劑和種植型羥基磷灰石濾粒為起始原料，經含氟原水前置處理、懸濁液混制、種植型羥基磷灰石濾粒一級種植、種植型羥基磷灰石濾粒二級種植和除氟處理水過濾，得到處理后的除氟凈水，其具體步驟包括如下：

步驟1，原料計量配置：起始原料包括含氟原水、鈣鹽水處理劑和磷酸鹽水處理劑，按照摩爾份數配置，含氟原水﹕鈣鹽水處理劑＝1﹕3～10、含氟原水﹕磷酸鹽水處理劑＝1:2～5；其中，所述含氟原水的濃度為1-20ppm，所述鈣鹽水處理劑為氧化鈣、氫氧化鈣或氯化鈣，所述磷酸鹽水處理劑為磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉；還包括種植型羥基磷灰石濾粒，按照質量份數配置：每小時每噸含氟原水所需投加種植型羥基磷灰石濾粒的質量為50～250kg；所述種植型羥基磷灰石濾粒為其結構中自濾粒的內核至外表面，以羥基含量的遞增而依次分為含羥基遷移料體的內核種植層、含羥基交換料體的過渡種植層和含乳石種植料體的外表種植層，且相鄰兩層之間為化學鍵合的濾粒；

步驟2，含氟原水前置處理：將含氟原水通過管道連續送入前置過濾器中進行過濾，去除含氟原水中的顆粒狀或膠體狀的附著物，得到凈化含氟原水；接下來，將所述凈化含氟原水連續送入反滲透處理器處理，得到高濃度含氟原水；

步驟3，懸濁液混制：將步驟2得到的高濃度含氟原水連續送入管道式混合器中，在1-50℃的溫度范圍和0.1-0.6Mpa的管道壓力的條件下，向管道式混合器的高濃度含氟原水中連續投加鈣鹽水處理劑和磷酸鹽水處理劑，通過控制所述高濃度含氟原水的液流速度，使鈣鹽水處理劑、磷酸鹽水處理劑與高濃度含氟原水進行充分混合，形成含可溶性鈣鹽、磷酸鹽和氟離子的高濃度含氟原水懸濁液；

步驟4，種植型羥基磷灰石濾粒一級種植：將步驟3混制后的高濃度含氟原水懸濁液通過管道送入含種植型羥基磷灰石濾粒的一級種植反應釜中，通過控制高濃度含氟原水懸濁液的流動速度，使所述種植型羥基磷灰石濾粒在高濃度含氟原水懸濁液的液流沖擊下懸浮起來，形成浮動床，接下來，所述高濃度含氟原水懸濁液與種植型羥基磷灰石濾粒進行一級種植反應，在種植型羥基磷灰石濾粒上形成氟磷灰石晶核，從而得到含氟磷灰石乳石晶核的懸濁液；所述高濃度含氟原水懸濁液通過所述種植型羥基磷灰石濾粒的時間與一級種植反應釜中種植型羥基磷灰石濾粒的一級種植反應時間相等；

步驟5，種植型羥基磷灰石濾粒二級種植：將步驟4得到的含氟磷灰石晶核的懸濁液通過管道送入含種植型羥基磷灰石濾粒的二級種植反應釜中，繼續與種植型羥基磷灰石濾粒進行二級種植反應，控制含氟磷灰石晶核的懸濁液在二級種植反應釜中的流動速度,該流動速度為步驟4所述高濃度含氟原水懸濁液的流動速度的1/3～2/3；在已形成氟磷灰石晶核的基礎上繼續生長形成氟磷灰石晶體乳石，同時得到除氟處理水；所述含氟磷灰石晶核的懸濁液通過所述種植型羥基磷灰石濾粒的時間與二級種植反應釜中種植型羥基磷灰石濾粒的二級種植反應時間相等；

步驟6，除氟處理水過濾：將步驟5得到的除氟處理水送入設有石英砂過濾床的過濾釜進行過濾清潔處理，經過設定的過濾時間，得到過濾清潔處理后的除氟凈水；

步驟7，二級種植的除植：采用超聲波發生器協同清水對步驟5所述的經二級種植后的種植型羥基磷灰石濾粒進行定時除植沖洗，去除種植型羥基磷灰石濾粒上生長的氟磷灰石晶體乳石，以恢復種植型羥基磷灰石濾粒的種植能力；

步驟8，過濾床的清洗：采用凈水對步驟6石英砂過濾床進行定時清潔清洗，去除石英砂上的粘附物，以恢復石英砂床的過濾清潔能力。

2.根據權利要求1所述的一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的工藝，其特征在于，步驟1所述含氟原水﹕鈣鹽水處理劑＝1﹕5～8、所述含氟原水﹕磷酸鹽水處理劑＝1:2～3。

3.根據權利要求2所述的一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的工藝，其特征在于，步驟1所述種植型羥基磷灰石濾粒結構中的羥基遷移料體的內核種植層的羥基含量為1.19-1.7％、羥基交換料體的過渡種植層的羥基含量為1.7-2.21％、乳石種植料體的外表種植層的羥基含量為2.21-2.72％。

4.根據權利要求3所述的一種基于前置反滲透技術的多級種植除氟水處理的工藝，其特征在于，步驟3所述高濃度含氟原水的流動速度≧10m/h。