[發明專利]一種含氟礦井水深度除氟的U型吸附濾池及應用

有效

• 申請號: 202110947130.6
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113401969B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 全炳旭;張益臻;吳盟盟;肖楠;童京華;陳月
• 申請（專利權）人: 中關村至臻環保股份有限公司北京分公司
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F101/14;C02F103/10
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種含氟礦井水深度除氟的U型吸附濾池及應用，U型吸附濾池包括U型吸附濾池，吸附濾池的進水側和出水側分別均勻設置有布水墻，布水墻之間設置有U型槽體，進水側的布水墻和U型槽體之間、U型槽體底部和承托柱之間、U型槽體和出水側的布水墻之間均填充有吸附濾料；吸附濾池進水側設置有高位水箱，高位水箱通過進水管與吸附濾池連接，吸附濾池出水側與集水池連接，集水池下部通過反沖洗管和反沖洗泵與吸附濾池連接。本發明還包括上述吸附濾池在含氟礦井水混凝沉淀處理后的深度除氟處理中的應用。本發明實現并提高了氟離子的去除效能，保證含氟礦井水達標排放與回用水質，降低除氟成本。

技術領域

本發明屬于廢水深度處理技術領域，具體涉及到一種含氟礦井水深度除氟的U型吸附濾池及應用。

背景技術

我國的能源結構失衡，煤炭資源在一次性資源生產中的占比超過70%，而我國煤礦儲存區域主要分布于西北和華北地區，煤礦開采巖層多含有氟礦物，經過長期的物理風化淋溶、雨水沖刷等作用影響下，巖層內的諸多含氟礦物溶解到土壤層中，隨后遷移、富集至地下水層中，從而導致開采過程中噴涌出的礦井水氟含量超標。氟是一種持久性和不可降解的毒物。過量的氟離子即是飲用水處理的前驅干擾物，又是水體污染的重要指標之一，對人體健康和神態環境和諧發展構成嚴重威脅。我國已在《飲用水衛生標準》（GB5749-2006）和《地下水質量標準》（GB/T14848-2017）中明確規定氟的濃度不得超過1mg/L。然而，與煤炭開采伴生的大量含氟礦井水難以通過常規混凝-沉淀工藝實現處理后水質達標排放，更難以實現高效高質回用于工業生產和日常生活。故而，高效、綠色礦井水除氟工藝的開發迫在眉睫。

目前，應用較為廣泛的除氟技術包括離子交換、電滲析，沉淀法，納濾，反滲透和吸附等。其中，吸附法憑借低廉的成本、便捷的操作條件及高效的去除效能備受關注，被認為是一種有前景廣闊的除氟技術。從高效、節能、環保以及經濟效益等角度考慮，在高效的氟吸附劑材料的開發的同時，結合多材料搭配、工藝設計及參數優化等研究思路，一種更加綠色環保、高效低耗、經濟適用的新型含氟礦井水深度除氟工藝應運而生。

通過研究發現，氟對幾種金屬元素如鈣（Ca）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈦（Ti）、鋁（Al）以及一些稀土金屬（如鈰（Ce）、鑭（La））具有很強的親和力。故而，基于這些金屬元素負載改性的吸附材料成為廣大學者研究的熱點。

發明內容

針對上述不足，本發明提供一種含氟礦井水深度除氟的U型吸附濾池及應用，實現并提高了氟離子的去除效能，保證含氟礦井水達標排放與回用水質，降低除氟成本。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種含氟礦井水深度除氟的U型吸附濾池，包括U型吸附濾池，吸附濾池的進水側和出水側分別均勻設置有布水墻，且進水側和出水側的布水墻存在高低落差，布水墻中上部設置有若干滲水孔，布水墻之間設置有U型槽體，U型槽體通過若干承托柱設置在吸附濾池上，U型槽體上設置有若干檢查口，進水側的布水墻和U型槽體之間、U型槽體底部和承托柱之間、U型槽體和出水側的布水墻之間均填充有吸附濾料；吸附濾池進水側設置有高位水箱，高位水箱通過進水管與吸附濾池連接，吸附濾池出水側與集水池連接，集水池下部通過反沖洗管和反沖洗泵與吸附濾池連接。

進一步，進水側的布水墻和U型槽體之間填充的吸附濾料為粒徑0.6-3cm的礫石，U型槽體底部和承托柱之間填充的吸附濾料為納米錳鈦改性沸石，U型槽體和出水側的布水墻之間填充的吸附濾料為石英砂、活性炭和錳砂中的至少一種。