[发明专利]一种基于流化床的连续生产型除氟系统

说明书

本发明公开了一种基于流化床的连续生产型除氟系统，本发明能够处理氟浓度范围大的含氟废水，可处理氟离子浓度为200~3000mg/L含氟废水，不同浓度的含氟废水先在流化床下部的诱导结晶形成区通过投加结晶反应剂生成结晶诱导体，并通过控制氟离子浓度和钙氟比使进入晶体成长区的氟浓度范围在200‑500mg/L，使晶体成长区稳定维持在氟化钙的介稳区，不会因进水氟浓度引起晶体生长区氟离子的波动。

技术领域

本发明涉及一种基于流化床的连续生产型除氟系统。

背景技术

氢氟酸是电子行业产品制造过程中应用最多的化学物质之一，氢氟酸与其他混合酸碱所产生的含氟废水，具有水量大、氟浓度高的特点，同时废水中还含有硫酸根、磷酸根、硅、氨等其它污染物，需要妥善处理。与常见的化学沉淀或混凝沉淀法处理含氟废水相比，采用诱导结晶流化床对含氟废水进行氟资源化回收，可以解决含氟污泥处置问题，还可以生产含水率低、纯度高的人工萤石(又称氟石，主要成分为氟化钙，化学式：CaF₂)，具有较好的应用潜力，可缓解萤石紧缺的问题。

采用流化床诱导结晶技术，在反应器内将钙离子和氟离子控制在介稳区或较低的过饱和度，使两种离子无法自发成核，而是在投加的晶种表面生长，可以获得粒径较大的颗粒状氟化钙结晶，提升资源利用价值。常见流化床除氟采用的晶种有石英砂、碳酸钙等颗粒，具有价格便宜、尺寸多样等优势，但获得的氟化钙结晶纯度会因石英砂、碳酸钙的引入而降低。含氟废水中杂质离子的存在也会影响结晶产品的纯度和出水品质。刘鸿飞等[1]研究表明，废水中含有的硫酸根、硅、磷酸根等容易与钙离子发生反应形成沉淀，干扰氟离子的去除，同时也会降低氟化钙结晶品质，提高出水中悬浮物含量。常见流化床除氟工艺需要按投加晶种、进水反应、停止运行、排放结晶、再次投加晶种等步骤运行，操作繁琐且获得的氟化钙结晶因批次不一而品质有别。当投加石灰或氢氧化钙等做结晶反应剂时，由于本身的品质和易在水中形成Ca(OH)₂的性质，易导致结晶中断，产品粒径难以提高，且出水易含有大量细小悬浮物，导致出水水质难以达标。此外，流化床诱导结晶处理含氟废水时，对进水含氟浓度需要严格的控制(一般进水含氟浓度在100～300mg/L)，并且需要定期投放晶种和停止运行、排出结晶，而且出水还需要进一步投加混凝剂进行深度除氟，使得氟资源化的工程价值有一定削弱。

发明内容

发明目的：本发明目的旨在提供一种基于流化床的连续生产型除氟系统，该系统在流化床诱导结晶过程中无需额外(外加)投加晶种，通过在流化床内分区，先诱导自结晶形成氟化钙晶种，再在生长区内生长成一定粒径的氟化钙晶粒，并且得到的氟化钙晶粒纯度高；本发明克服了现有采用流化床诱导结晶处理含氟废水时，需要严格控制进水含氟的浓度，本发明能够处理浓度为200～3000mg/L的含氟废水，并且不需要定期投放晶种和停止运行、排出结晶，能够实现连续化生产，而且出水不需要进一步投加混凝剂进行深度除氟，整个过程没有含氟污泥产生。