一种活性氧化铝除氟装置及再生与再生废液处理方法

技术领域

本发明涉及废液处理技术领域，具体为一种活性氧化铝除氟装置及再生与再生废液处理方法。

背景技术

活性氧化铝法是世界上应用最广、技术较为成熟的除氟方法，在地下水、饮用水的除氟得到了广泛的应用，但是在工业废水中，由于氟化物浓度较高，吸附饱和时间较短，因此需要较为频繁的再生，且会产生大量的再生废液；

目前的再生工艺，效率不高，再生不彻底，影响活性氧化铝滤料的重复使用；同时再生废液收集及处理效果较差，导致大量的氟离子再次进入处理系统，增加系统处理负荷或直接排放，造成环境二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性氧化铝除氟装置及再生与再生废液处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种活性氧化铝除氟装置，所述活性氧化铝除氟装置包括：

处理池，所述处理池内上端水平设有循环组件，且循环组件包括循环控制盒、循环提升筒和安装梁；

添加组件，所述添加组件水平设于处理池内中心下端，添加组件包括中转盘、牵拉台和加压螺旋，且牵拉台上端活动插接循环提升筒下端设置；

控制组件，所述控制组件设于循环提升筒内下端；

平衡组件，所述平衡组件水平设于加压螺旋一侧，且平衡组件包括滑动环和滑动轨套。

优选的，所述循环控制盒四侧水平对称设有若干安装梁，若干安装梁分别水平插接处理池一侧设置，循环提升筒竖直连通设于循环控制盒下端中心，且安装梁下端连通设有若干循环回水喷淋头。

优选的，所述循环提升筒下端开设有控制槽，循环提升筒连通控制槽一侧水平插接设有滤板，牵拉台活动插接控制槽内中心设置，牵拉台上端水平设有清洁刷盘，牵拉台抬升状态下清洁刷盘上端若干刷毛分别与滤板下端相接触设置。

优选的，所述控制槽内四侧水平对称开设有若干条形槽，若干条形槽内均竖直设有伸缩推杆，牵拉台为圆盘结构设置，牵拉台外圆周一侧通过轴承活动套接设有抬升环，抬升环外圆周一侧水平对称设有若干抬升臂，若干抬升臂分别贯穿插接条形槽设置，且若干伸缩推杆上端分别与抬升臂贯穿条形槽一侧下端相连接设置。

优选的，所述中转盘上端竖直设有连梁，连梁上端与牵拉台下端相连接设置，中转盘上端环设有若干驱动齿牙，控制组件包括动力齿轮，动力齿轮设置设于控制槽内下端一侧，动力齿轮下端与一侧驱动齿牙啮合相连。

优选的，所述处理池内下端中心设有轴承座，轴承座上端中心通过轴承竖直插接设有药品连接筒，药品连接筒内开设有活塞槽，处理池内下端竖直设有药液进液管，药液进液管上端通过密封轴承活动插接药品连接筒下端设置，药液进液管与活塞槽连通设置。

优选的，所述中转盘下端竖直设有活塞柱，活塞柱下端活动贯穿药品连接筒上端插接活塞槽内并套接设有密封活塞，活塞柱为棱形结构设置，中转盘中心开设有空腔，且空腔贯穿活塞柱与活塞槽连通设置。

优选的，所述加压螺旋呈蜗状盘结构设置，加压螺旋一侧与中转盘的空腔连通设置，滑动环水平设于加压螺旋外侧，滑动轨套活动套接滑动环设置，滑动轨套一侧开设有环形槽，加压螺旋一侧贯穿插接环形槽设置，且加压螺旋上下两侧对称开设有若干加药孔。

优选的，所述滑动轨套下端竖直对称设有若干平稳导杆，处理池内下端竖直对称设有若干平稳杆套，且若干平稳导杆下端分别竖直活动插接平稳杆套上端设置。

一种活性氧化铝滤料再生及再生废液处理方法，应用于上述活性氧化铝除氟装置，包括以下步骤：

步骤一：一次反冲，滤层膨胀率30～50％，反冲时间为10～15min，冲洗强度12～16L/㎡·s，反冲出水去可直接回到系统最前端或一般反冲集水池，一次反冲完毕后，将滤池内液体全部排空，排空管道按排空时间不大于30min设计，

步骤二：使用1％氢氧化钠再生，再生液用量为滤料体积的3～6倍，一般按不小于4倍配置；

步骤三：药剂泵宜设备用，药剂泵流量要求能在30min内将药剂打入需要再生的滤池，必要时可开启备用泵，管路药剂泵全开的流量设计；

药剂从药液进液管进入活塞槽内，并通过空腔进入蜗状结构设置的加压螺旋内，从加压螺旋上下端若干加药孔均匀高效的送入废水中，同时动力齿轮驱动中转盘旋转，带动加压螺旋沿着滑动轨套进行旋转，实现高效混合的目的；

且期间伸缩推杆带动牵拉台上升，不影响加压螺旋正常作业的同时，清洁刷盘上刷毛对滤板下端进行清洁处理；

步骤四：药剂定量全部打入滤池后，开始药剂循环，循环泵可以每座滤池单独设置，也可以只设置一组共用，循环泵流量按1/2滤池设计滤速设置，设备用泵，必要时可适当调节循环泵流量，已得到更好的再生效果；

循环控制盒内循环泵从滤板一侧进行废水提升，然后从安装梁和若干循环回水喷淋头再排入处理池内，进行废水循环混匀的目的，且清洁刷盘的清洁作用，提高废水提升的效率和循环泵的使用寿命；

步骤五：再生循环泵出口设置氟化物在线检测仪器，或设置取样口人工取样，根据循环液的氟化物浓度，确定循环终点；

步骤六：完成循环后，将药剂通过排空管路排放至专门的再生废液收集池，再生废液收集池要求可接纳不少于2次再生流程产生的废液；

步骤七：滤池内再生溶液排空后，进行二次反洗或淋洗操作，将等同再生液用量的清水打入滤池后，开启再生液循环泵，进行二次反洗或淋洗操作，反洗强度或淋洗速度按1/2设计滤速设置，测定反洗/淋洗液的氟化物浓度，确定二次反洗/淋洗终点；

步骤八：二次反洗/淋洗操作可以分多次进行，二次反洗/淋洗总用水量不多于2倍再生液用量；

步骤九：采用氢氧化钠作再生剂，二次反冲(或淋洗)后应进行中和，中和可采用1％硫酸溶液调节进水pH值至3左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间为1～2h，直至出水pH值降至8～9时为止；

步骤十：再生药剂、二次反冲/淋洗及中和排水均作为再生废液收集至再生废液池；

步骤十一：首次反冲、二次反冲、淋洗以及配制再生溶液均可利用原水；

步骤十二：再生废液池按能容纳2次再生过程的废液的容积设计，至少不少于1.5倍，再生废液处理系统处理能力要求按8小时内将所有再生废液处理完毕设计；

步骤十三：再生废液处理装置按两级混凝沉淀设计，采用药剂为氯化钙，为减少运行成本，也可采用氯化钙+石灰复配，第一级反应池采用机械加速澄清池设计，可减少加药量，采用氢氧化钠再生的一级反应后，需要投加酸回调PH后进行第二级反应沉淀，沉淀池可采用斜管沉淀池，表面负荷不大于4m/h，再生废液处理产生的污泥宜单独收集，单独处理，产生的滤液回再生废液池进行处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过在再生药剂输入时进行控制组件配合加压螺旋的方式进行高效填充输入，提高药品与废水之间的混合反应效率，二次反洗/淋洗采用循环，可有效减少废液产生量，并保证反洗/淋洗效果，同时加压螺旋使用时配合清洁刷盘可对循环组件设置的滤板进行自动清理，降低设备维护使用成本，另外添加组件和循环组件独立驱动，缩短加药和废液处理所消耗的时间，减少无效等待时间，提高效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1的A部位示意图；

图3为本发明图1的B部位示意图；

图4为本发明局部立体结构示意图；

图5为本发明中转盘连接结构示意图；

图6为本发明药品连接筒连接结构示意图；

图7为本发明循环提升筒局部结构示意图；

图8为本发明处理方法工艺流程图。

图中：处理池1、循环控制盒2、安装梁3、循环提升筒4、循环回水喷淋头5、牵拉台7、滤板8、清洁刷盘9、抬升环10、抬升臂11、条形槽12、伸缩推杆13、中转盘15、驱动齿牙16、动力齿轮17、药品连接筒18、活塞柱19、密封活塞20、加压螺旋21、滑动环22、滑动轨套23、平稳杆套24、平稳导杆25、加药孔26、药液进液管27。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-8，本申请提供以下五种优选方案的实施例。

实施例一

一种活性氧化铝除氟装置，其特征在于：活性氧化铝除氟装置包括：

处理池1，处理池1内上端水平设有循环组件，且循环组件包括循环控制盒2和安装梁3，循环控制盒2四侧水平对称设有若干安装梁3，若干安装梁3分别水平插接处理池1一侧设置，安装梁3竖直连通设于循环控制盒2下端中心，且安装梁3下端连通设有若干循环回水喷淋头5；

添加组件，添加组件水平设于处理池1内中心下端，添加组件包括中转盘15、牵拉台7和加压螺旋21，且牵拉台7上端活动插接循环提升筒4下端设置，循环提升筒4下端开设有控制槽，循环提升筒4连通控制槽一侧水平插接设有滤板8，牵拉台7活动插接控制槽内中心设置，控制槽内四侧水平对称开设有若干条形槽12，若干条形槽12内均竖直设有伸缩推杆13，牵拉台7为圆盘结构设置，牵拉台7外圆周一侧通过轴承活动套接设有抬升环10，抬升环10外圆周一侧水平对称设有若干抬升臂11，若干抬升臂11分别贯穿插接条形槽12设置，且若干伸缩推杆13上端分别与抬升臂11贯穿条形槽12一侧下端相连接设置；

控制组件，控制组件设于循环提升筒4内下端，中转盘15上端竖直设有连梁，连梁上端与牵拉台7下端相连接设置，中转盘15上端环设有若干驱动齿牙16，控制组件包括动力齿轮17，动力齿轮17设置设于控制槽内下端一侧，动力齿轮17下端与一侧驱动齿牙16啮合相连；

平衡组件，平衡组件水平设于加压螺旋21一侧，且平衡组件包括滑动环22和滑动轨套23，处理池1内下端中心设有轴承座，轴承座上端中心通过轴承竖直插接设有药品连接筒18，药品连接筒18内开设有活塞槽，处理池1内下端竖直设有药液进液管27，药液进液管27上端通过密封轴承活动插接药品连接筒18下端设置，药液进液管27与活塞槽连通设置。

一种活性氧化铝滤料再生及再生废液处理方法，应用于上述活性氧化铝除氟装置，包括以下步骤：

步骤一：一次反冲，滤层膨胀率30～50％，反冲时间为10～15min，冲洗强度12～16L/㎡·s，反冲出水去可直接回到系统最前端或一般反冲集水池，一次反冲完毕后，将滤池内液体全部排空，排空管道按排空时间不大于30min设计。

步骤二：使用1％氢氧化钠再生，再生液用量为滤料体积的3～6倍，一般按不小于4倍配置；

步骤三：药剂泵宜设备用，药剂泵流量要求能在30min内将药剂打入需要再生的滤池，必要时可开启备用泵，管路药剂泵全开的流量设计；

药剂从药液进液管27进入活塞槽内，并通过空腔进入蜗状结构设置的加压螺旋21内，从加压螺旋21上下端若干加药孔26均匀高效的送入废水中，同时动力齿轮17驱动中转盘15旋转，带动加压螺旋21沿着滑动轨套23进行旋转，实现高效混合的目的；

且期间伸缩推杆13带动牵拉台7上升，不影响加压螺旋21正常作业的同时，清洁刷盘9上刷毛对滤板8下端进行清洁处理；

步骤四：药剂定量全部打入滤池后，开始药剂循环，循环泵可以每座滤池单独设置，也可以只设置一组共用，循环泵流量按1/2滤池设计滤速设置，设备用泵，必要时可适当调节循环泵流量，已得到更好的再生效果；

循环控制盒2内循环泵从滤板8一侧进行废水提升，然后从安装梁3和若干循环回水喷淋头5再排入处理池1内，进行废水循环混匀的目的，且清洁刷盘9的清洁作用，提高废水提升的效率和循环泵的使用寿命；

步骤五：再生循环泵出口设置氟化物在线检测仪器，或设置取样口人工取样，根据循环液的氟化物浓度，确定循环终点；

步骤六：完成循环后，将药剂通过排空管路排放至专门的再生废液收集池，再生废液收集池要求可接纳不少于2次再生流程产生的废液；

步骤七：滤池内再生溶液排空后，进行二次反洗或淋洗操作，将等同再生液用量的清水打入滤池后，开启再生液循环泵，进行二次反洗或淋洗操作，反洗强度或淋洗速度按1/2设计滤速设置。测定反洗/淋洗液的氟化物浓度，确定二次反洗/淋洗终点；

步骤八：二次反洗/淋洗操作可以分多次进行，二次反洗/淋洗总用水量不多于2倍再生液用量；

步骤九：采用硫酸铝作再生剂，二次反冲终点出水pH值应大于6.5，含氟量应小于1mg/L；

步骤十：采用氢氧化钠作再生剂，二次反冲(或淋洗)后应进行中和。中和可采用1％硫酸溶液调节进水pH值至3左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间为1～2h，直至出水pH值降至8～9时为止；

步骤十一：再生药剂、二次反冲/淋洗及中和排水均作为再生废液收集至再生废液池；

步骤十二：首次反冲、二次反冲、淋洗以及配制再生溶液均可利用原水；

步骤十三：再生废液池按能容纳2次再生过程的废液的容积设计，至少不少于1.5倍，再生废液处理系统处理能力要求按8小时内将所有再生废液处理完毕设计；

步骤十四：再生废液处理装置按两级混凝沉淀设计，采用药剂为氯化钙，为减少运行成本，也可采用氯化钙+石灰复配。第一级反应池采用机械加速澄清池设计，可减少加药量，采用氢氧化钠再生的一级反应后，需要投加酸回调PH后进行第二级反应沉淀，沉淀池可采用斜管沉淀池，表面负荷不大于4m/h，再生废液处理产生的污泥宜单独收集，单独处理，产生的滤液回再生废液池进行处理。

本发明实施例二中披露的一种活性氧化铝除氟装置，其结构与实施例一中基本相同，其不同之处在于：牵拉台7上端水平设有清洁刷盘9，牵拉台7抬升状态下清洁刷盘9上端若干刷毛分别与滤板8下端相接触设置，牵拉台7随着中转盘15进行旋转时，自动配合清洁刷盘9对滤板8进行清洁处理，提高滤板8的使用效果和使用寿命。

本发明实施例三中披露的一种活性氧化铝除氟装置，其结构与实施例二中基本相同，其不同之处在于：中转盘15下端竖直设有活塞柱19，活塞柱19下端活动贯穿药品连接筒18上端插接活塞槽内并套接设有密封活塞20，活塞柱19为棱形结构设置，中转盘15中心开设有空腔，且空腔贯穿活塞柱19与活塞槽连通设置，在送入药品时，不影响加压螺旋21的正常旋转。

本发明实施例四中披露的一种活性氧化铝除氟装置，其结构与实施例三中基本相同，其不同之处在于：加压螺旋21呈蜗状盘结构设置，加压螺旋21一侧与中转盘15的空腔连通设置，滑动环22水平设于加压螺旋21外侧，滑动轨套23活动套接滑动环22设置，滑动轨套23一侧开设有环形槽，加压螺旋21一侧贯穿插接环形槽设置，且加压螺旋21上下两侧对称开设有若干加药孔26，起到均匀填充药品的目的，和加压螺旋21旋转时，加速药品混合。

本发明实施例五中披露的一种活性氧化铝除氟装置，其结构与实施例四中基本相同，其不同之处在于：滑动轨套23下端竖直对称设有若干平稳导杆25，处理池1内下端竖直对称设有若干平稳杆套24，且若干平稳导杆25下端分别竖直活动插接平稳杆套24上端设置，对加压螺旋21的旋转进行平衡支撑，提高加压螺旋21的药品填充强度。

使用时，对滤层进行一次反冲，滤层膨胀率30～50％，反冲时间为10～15min，冲洗强度12～16L/㎡·s，反冲出水去可直接回到系统最前端或一般反冲集水池，一次反冲完毕后，将滤池内液体全部排空，排空管道按排空时间不大于30min设计，使用1％氢氧化钠再生，再生液用量为滤料体积的3～6倍，一般按不小于4倍配置，药剂泵宜设备用，药剂泵流量要求能在30min内将药剂打入需要再生的滤池，必要时可开启备用泵，管路药剂泵全开的流量设计，药剂从药液进液管27进入活塞槽内，并通过空腔进入蜗状结构设置的加压螺旋21内，从加压螺旋21上下端若干加药孔26均匀高效的送入废水中，同时动力齿轮17驱动中转盘15旋转，带动加压螺旋21沿着滑动轨套23进行旋转，实现高效混合的目的，且期间伸缩推杆13带动牵拉台7上升，不影响加压螺旋21正常作业的同时，清洁刷盘9上刷毛对滤板8下端进行清洁处理，药剂定量全部打入滤池后，开始药剂循环，循环泵可以每座滤池单独设置，也可以只设置一组共用，循环泵流量按1/2滤池设计滤速设置，设备用泵，必要时可适当调节循环泵流量，已得到更好的再生效果，循环控制盒2内循环泵从滤板8一侧进行废水提升，然后从安装梁3和若干循环回水喷淋头5再排入处理池1内，进行废水循环混匀的目的，且清洁刷盘9的清洁作用，提高废水提升的效率和循环泵的使用寿命，再生循环泵出口设置氟化物在线检测仪器，或设置取样口人工取样，根据循环液的氟化物浓度，确定循环终点，完成循环后，将药剂通过排空管路排放至专门的再生废液收集池，再生废液收集池要求可接纳不少于2次再生流程产生的废液，滤池内再生溶液排空后，进行二次反洗或淋洗操作，将等同再生液用量的清水打入滤池后，开启再生液循环泵，进行二次反洗或淋洗操作，反洗强度或淋洗速度按1/2设计滤速设置。测定反洗/淋洗液的氟化物浓度，确定二次反洗/淋洗终点，二次反洗/淋洗操作可以分多次进行，二次反洗/淋洗总用水量不多于2倍再生液用量，采用硫酸铝作再生剂，二次反冲终点出水pH值应大于6.5，含氟量应小于1mg/L，采用氢氧化钠作再生剂，二次反冲(或淋洗)后应进行中和。中和可采用1％硫酸溶液调节进水pH值至3左右，进水流速与正常除氟过程相同，中和时间为1～2h，直至出水pH值降至8～9时为止，再生药剂、二次反冲/淋洗及中和排水均作为再生废液收集至再生废液池，首次反冲、二次反冲、淋洗以及配制再生溶液均可利用原水，再生废液池按能容纳2次再生过程的废液的容积设计，至少不少于1.5倍，再生废液处理系统处理能力要求按8小时内将所有再生废液处理完毕设计，再生废液处理装置按两级混凝沉淀设计，采用药剂为氯化钙，为减少运行成本，也可采用氯化钙+石灰复配，第一级反应池采用机械加速澄清池设计，可减少加药量，采用氢氧化钠再生的一级反应后，需要投加酸回调PH后进行第二级反应沉淀，沉淀池可采用斜管沉淀池，表面负荷不大于4m/h，再生废液处理产生的污泥宜单独收集，单独处理，产生的滤液回再生废液池进行处理；

药剂循环管路上设置氟化物在线仪表，根据检测结果，确定循环终点，加药、循环泵进口、出口、排液口设置自动阀门，根据PLC程序自动控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。