含氟废水处理工艺流程说明.docx
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含氟废水处理工艺流程说明
废水处理工艺流程说明
一、废水处理工艺说明
1.1、含氟废水处理工艺原理：
高浓度含氟废水,氟的存在形态以F-为主。
在废水中加入氯化钙,利用F-与Ca2+反应生成难溶的CaF2沉淀，以固液分离手段从废水中去除，从而达到除氟的目的。
其反应原理如下:
Ca2++F-=CaF2↓…………方程式
（一）
在25℃时，CaF2在水中的饱和溶解度为16.5mg/l，其中F-离子占8.03mg/l。
暂不考虑处理后出水带出的CaF2固形物，处理后出水中溶解性CaF2已无法达到现行的国家废水排放标准。
因此需采用组合工艺来处理。
目前，主要的除氟技术有化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、离子交换法、电凝聚法和反渗透法等。
但对于浓度在100mgPL以上的高氟废水,单用一种工艺难以达到含氟10mg/L的一级排放标准（GB8978—1996）或者处理成本过高，通常化学沉淀法除氟量大，可以作为高氟废水的第一级处理工艺，混凝法和吸附法对低氟水有较好的去除效果,可以作为末端工艺。
铝盐加入到废水中后，Al3+与F-络合生成羟基氟化铝化合物以及铝盐水解中间产物，部分Al3+生成Al（OH）3矾花对F-的配位体交换、物理吸附、网捕作用而去除废水中的氟。
其反应式可表示为:
Al13O4（OH）247++XFAl13O4（OH）24→XFX7++XOH-
Al（OH）3+XF-→Al（OH）3-XFX+OH-
本方案选用“化学沉淀+混凝沉淀”组合除氟工艺，该工艺的主要特点为:
1采用两级化学沉淀反应,大大降低了出水的氟浓度；
2回流污泥起到了菌种的作用,并可通过卷扫、吸附等作用除氟；
3全程计算机控制,系统运行稳定。
1.2、HF浓液废水处理工艺说明：
车间排放的HF废液通过高位差自流至HF废液原水池中，池中设有水位控制装置液位计，当废水水位高于预调之高水位时,HF废液原水输送泵与HF冲洗废水原水输送泵联动，通过水泵出口阀门、回流阀门调节HF废液原水输送泵的流量，将HF废液输送至HF冲洗废水原水池或原酸碱原水池中；当废水水位低于预调之低水位时，PLC自动关闭HF废液原水输送泵；当废水水位高于预调之高高水位时,HF废液原水输送泵自动开启。
1.3、HF冲洗废水处理工艺说明：
车间排放的HF冲洗废水通过高位差自流或液下泵输送至HF冲洗废水原水池中，通过曝气系统调和废水水质。
池中设有水位控制装置液位计，当废水水位高于预调之高水位时,PLC开启HF冲洗废水原水输送泵，将废水提升至HF一级反应槽中进行处理。
当废水水位低于预调之低水位时，PLC自动关闭HF冲洗废水原水输送泵。
池中设有PH计，控制HCl计量泵投加HCl，控制原水的PH在5-6之间。
当HF冲洗废水原水池液位高于设置的液位计高点时，HF冲洗废水原水输送泵和后续的处理设施（药剂投加系统、凝聚槽搅拌机）自动启动。
通过水泵出口阀门、回流阀门调节HF废液原水输送泵的流量，将废水提升至HF一级反应槽中，槽中设有空气搅拌装置使废水充分反应。
向HF一级反应槽投加CaCl2（定量）NaOH或HCl，通过PH计控制NaOH或HCl的投加量，PH值控制在5—6之间。
HF一级反应槽出水通过溢流口自流到HF一级反应槽中，槽中设有空气搅拌装置。
向HF一级PAC反应槽投加NaOH、PAC，混凝废水中的悬浮物质并进一步降低F-含量。
HF一级反应槽出水通过溢流口自流到HF一级凝聚槽中，通过定量投加PAM将废水中的沉淀物凝聚成较大的矾花，凝聚槽中设有转速较低的机械搅拌装置HF一级凝聚槽搅拌机。
HF一级凝聚槽出水流入HF一级沉淀槽中，沉淀槽的底部设有机械刮泥机，将沉积在池底的污泥聚集到沉淀槽中心的污泥收集斗中，聚集在池底的污泥通过HF一级沉淀槽污泥泵定时输送到浓缩槽中。
如HF冲洗废水经一级处理后已达到排放水标准时，手动关闭、开启沉淀槽出口管路上的相应阀门，使HF一级沉淀槽出水直接排放。
上清液溢流至HF二级A/B反应槽中，投加CaCl2、HCl，通过搅拌装置混合废水，使水中的F-和Ca2+反应生成溶解度较低的CaF2，由PH计控制HCl、NaOH的投加量,保持PH，HF二级A/B反应槽出水通过溢流口自流到HF二级A/B反应槽中，投加NaOH和PAC，由PH计控制NaOH的投加量,保持PH值。
HF二级A/B反应槽出水通过溢流口自流到HF二级A/B凝聚槽中，槽中定量投加PAM絮凝剂，在HF二级凝聚槽搅拌机搅拌下废水中的悬浮物质形成较大的矾花。
HF二级凝聚槽出水自流到HF系沉淀槽中，含有较多矾花的处理水流入容积较大的辐流式沉淀槽后，水流变得缓慢，在重力的作用下，水中的矾花慢慢的沉积在了沉淀槽的底部，沉淀槽的底部设有机械刮泥机，将沉积在池底的污泥聚集到沉淀槽中心的污泥收集斗中，通过污泥泵定时输送到污泥槽中。
清澈的处理水从沉淀槽的溢流堰流入中和槽中，不达标时手动开启回流阀将废水排入HF冲洗废水原水池中。
1.4、酸、碱废水处理工艺说明：
车间排放的酸、碱废水通过高位差自流或液下泵输送至废水原水池中，通过曝气系统调和废水水质。
然后由泵输送至废水中和槽，通过两级中和后和稀氢氟酸废水一起排放。
1.5浓碱废水处理
车间排放的高浓度碱性有机（IPA）废水通过高位差自流至有机废水原水池中。
池中设有水位控制装置液位计，当废水水位高于预调之高水位时，PLC自动开启有机废水原水输送泵，将废水按一定流量批次提升至吹脱槽（废水温度低于设定值（50℃-60℃），池中设有PH计，PH控制7～9，同时PLC控制风机开启强烈曝气。
处理达到设计要求后排至后级处理系统。
2污泥处理系统工艺说明
系统产生的污泥通过各污泥输送泵收集到污泥槽中，污泥泵在人工开启后开始将污泥输送到板框压滤机中，压滤机污泥进口压力达一定值后，污泥泵停止工作，手动开启阀门通入压缩空气进一步压榨泥饼，降低污泥含水率。
待操作人员到场确认关闭后，减压排水，人工拉板使污泥跌落至贮泥皮带机中装袋外运。
卸泥结束后，视污泥槽中的污泥量确认是否进入下一操作循环。
3药剂投配系统工艺流程说明
3.1CaCl2贮槽：
30%。
的CaCl2通过计量泵投加至HF一级反应槽（A）、HF二级反应槽（A）中。
CaCl2贮槽设有液位控制，当低液位时报警，通知操作人员添加药剂。
药剂贮槽中设有曝气装置混合药剂。
3.2NaOH贮槽：
液态30%NaOH通过槽车运至废水站，由药剂输送泵（供药方自备）输送至NaOH药剂贮槽中。
NaOH药剂通过计量泵投加至HF一级反应槽（A）、HF一级反应槽（B）、HF二级反应槽（B）中。
药剂槽设有液位控制，当低液位时报警，通知操作人员添加药剂。
3.3HCl贮槽：
液态30%HCl通过槽车运至废水站，由药剂输送泵（供药方自备）输送至HCl药剂贮槽中（药剂加载前，将人孔盖取下）。
HCl药剂通过计量泵投加至HF冲洗废水原水池、HF一级反应槽（A）、HF二级反应槽（A）、HF二级反应槽（B）、浓碱反应槽中。
药剂槽设有液位控制，当低液位时报警，通知操作人员添加药剂。
3.4PAC贮槽：
手动开启阀门，向PAC贮槽注入自来水，水位与4m3刻度线齐平。
将固体PAC定量加至PAC贮槽中与水混合，配置浓度为10%。
药剂通过计量泵投加至HF一级反应槽（B）、HF二级反应槽（B）中。
药剂槽设有液位控制，当低液位时报警，通知操作人员添加药剂。
药剂贮槽中设有曝气装置混合药剂。
3.5PAM贮槽：
将固体PAM通过自动投加器定量加至PAM药剂槽中，同时由搅拌机搅拌使PAM与水快速溶解，配置浓度为0.1%。
药剂配置完成后（搅拌时间为45min）手动关闭搅拌机。
均匀的药剂通过气动阀重力投加至HF一级凝聚槽、HF二级凝聚槽中。
药剂槽设有液位控制，当低液位时报警，通知操作人员添加药剂。
4药剂配制浓度
序号
药品名称
槽容量
（药剂贮槽）
使用浓度
药品形式
处理方法
1
HCl
（盐酸）
6m3
34%
液体
槽车注入液体状盐酸,原浓度用计量泵投加
2
NaOH
（氢氧化钠）
10m3
30%
液体
槽车注入液体状氢氧化钠,原浓度用计量泵投加
3
CaCl2
（氯化钙）
10m3
30%
液体
槽车注入液体状氢氧化钠,原浓度用计量泵投加
4
PAC
（聚合氯化铝）
10m3
10%
液体
槽车注入液体状氢氧化钠,原浓度用计量泵投加
5
PAM
（聚丙烯酰胺）
3m3
0.1%
固体
固体状PAM放入,同时加水混合配制
5管材选用
序号
管道名称
管材
连接方式
试验压力
（Mpa）
1
给水管
镀锌钢管
丝口连接
0.6
2
药剂管
UPVC管
粘接
0.6
3
空气管
无缝镀锌钢管
焊接
1.0
4
废水管
UPVC管
粘接
0.6
5
污泥管
UPVC管
粘接
0.6
6
排水管
UPVC管
粘接
灌水试验
二、控制系统说明、原理
1．系统概述：
随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅猛发展，以及对工业自动化过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了愈来愈高的要求，同时也为工业自动化过程控制系统的发展指明了方向。
本系统采用集中控制，重要的现场参数分散显示的方式，系统采用OMRON系列PLC作为系统控制的核心，负责对整个系统的数据进行采集及处理，统一输出去控制现场的所有设备，使得整个系统的自动化程度达到了一个完美的境界。
在主控室可以操作对应的选择开关投入及切出现场的设备，带备用动力的设备也可以通过操作选择开关选择主备动力的运行。
2．系统组成
本控制系统分别以OMRON系列PLC可编程控制器及通信组件作为硬件平台，以三菱特有的通讯技术为纽带，用强耦合的梯形图组成系统的灵魂，系统的硬件拓扑结构和软件结构如图一、二所示
图一、系统硬件拓扑结构
图二、系统软件结构
3．系统的系统功能：
本系统按硬件结构分成上中下三个部分，即上位人机对话设备及现场的实时数据采集设备、PLC和下位动力执行部分两部分，它们分别完成不同的功能，分别为：
A、上位人机对话设备及现场的实时数据采集设备
操作人员通过按钮、选择开关和触摸屏等人机对话设备对中央控制部分PLC发出人工调度指令，使PLC按照操作人员的意图完成特定的动作。
现场实时数据采集设备实时的监控及采集工艺流程中重要的数据参数，并把它实时的传给PLC，以便PLC及时的分析运算作出判断。
系统的输入信号分成两部分即人工调度指令和现场实时输入信号，人工调度指令为现场及主控室由人工发出的控制命令。
现场实时输入信号为通过现场传感器采集到的信号，通过变送器处理后统一以标准信号输入至PLC的信号，如现场的PH计信号、液位信号等。
B、PLC部分
接受人机对话的调度指令，采集现场各类设备运行的实时参数、
状态信号，通过运算输出去动力部分控制现场的各动力设备。
自控部分主控柜和继电器柜合成一个柜，PLC输出的信号通过继电器中转再去控制动力设备。
C、动力部分
动力部分有壹组柜，配电柜和动力控制柜合二为一，动力控制柜接受PLC发出的相应指令，分别去控制现场不同的动力设备。
各部分废水单独控制，形成各自的系统，互为独立，各部分的故障不会扩散到其他部分
4．系统工艺要求
⑴系统控制采用PLC，所以系统对周围的环境温度要求比较高，规定的主控室室内温度不大于30℃。
⑵采用单点接地，接地线由甲方进到主控柜和现场柜。
5．系统元器件选型
（1）PLC选用OMRON系列型号规格。
（2）低压电器选用LG或施耐德产品产品（包括自动开关、接触器、热继电器）。
（3）按钮、指示灯选用施
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