[发明专利]两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水方法及系统

权利要求书

1.一种两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水的方法，其是采用两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水的系统实现的，其中，所述系统包括：两个自结晶流化床反应器：分别记为一级反应器（1）、二级反应器（2）；药剂A投加装置（3）、药剂B投加装置（4）、一级物料池（7）及二级物料池（9）；

其中，原水池通过进水管路（15）经由进水泵（5）与一级反应器（1）的进水口相连；药剂A投加装置（3）通过药剂A加药管路（13）与一级反应器（1）的加药口相连；一级反应器（1）的排渣口通过一级反应器排泥管（17）与所述一级物料池（7）相连；一级反应器（1）的出水口通过一级出水管路（11）与所述二级反应器（2）的进水口相连；药剂B投加装置（4）通过药剂B加药管路（14）与二级反应器（2）的加药口相连；二级反应器（2）的排渣口通过二级反应器排泥管（19）与所述二级物料池（9）相连；二级反应器（2）的出水口（33）通过二级出水管路（12）与回收装置相连，其特征在于，该方法包括以下步骤：

启动阶段：

（1）、首先将原水按最大水力停留时间计算出的流量注入一级反应器，至一级反应器内的液位淹没循环水系统的出水管路；同时投加药剂A至一级反应器的空腔内；

然后启动循环水系统，回流水送至一级反应器配水区与原水混合后，再通过布水器均匀上升至一级反应器的空腔内，使一级反应器内废水上升流速达到最小设计上升流速，形成过饱和溶液；在一级反应器内的循环流动过程中，Ca²⁺与F^-或Ca²⁺与CO₃^2-的过饱和溶液发生自结晶反应，生成CaF₂或CaCO₃细小晶体粒子，随后形成流化态颗粒床层；

（2）、一级出水自流进入二级反应器配水区，至二级反应器内的液位淹没循环水系统的出水管，同时投加药剂B至二级反应器空腔内；

然后启动二级反应器循环水系统，回流水送至二级反应器配水区与一级出水混合后，再通过布水器使混合后的废水均匀上升至二级反应器的空腔内；

此条件下形成过饱和溶液；在二级反应器内的循环流动过程中，Ca²⁺与CO₃^2-的过饱和溶液发生自结晶反应，生成CaCO₃细小晶体粒子，随后形成流化态颗粒床层；

启动阶段，二级出水中[Ca²⁺]、[F^-]浓度较高，因此还需将二级出水返回原水池继续处理；

运行阶段：

（1）、原水和一级反应器回流水从一级反应器底部进入配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的空塔上升流速均匀上升至一级反应器流化态颗粒床层中，同时以一定的[Ca²⁺]/[F^-]摩尔比或一定的总碱度质量比将药剂A注入一级反应器流化态颗粒床层中，形成过饱和溶液；在流化床反应器的特定水力条件下，构晶离子自结晶，并生长成一定粒径的晶体颗粒，一级反应器空腔内部逐渐形成流化态的结晶颗粒床层，原水自下而上通过流化床层的过程中，原水中的F^-或Ca²⁺得以从水中去除；原水进一步上升至固液分离区，晶体颗粒保留在一级反应器中，上清液经由顶部收水堰收集，自流进入二级反应器底部的配水区；

（2）、一级出水与二级反应器回流水在二级反应器的配水区混合，通过布水器均匀布水后，以一定的空塔上升流速均匀上升至二级反应器空腔内部，同时以一定的 [Ca²⁺]/[CO₃^2-]摩尔比将药剂B注入于此；在二级反应器空腔内，源源不断进入的一级出水、二级反应器回流水和药剂B形成过饱和溶液，在流化床反应器的特定水力条件下，构晶离子自结晶，并生长成一定粒径的晶体颗粒，反应器空腔内部逐渐形成流化态的结晶颗粒床层，一级出水自下而上通过流化床层的过程中，水中的Ca²⁺得以去除；一级出水进一步上升至固液分离区，晶体颗粒在重力沉淀作用下保留在二级反应器中，上清液经由顶部收水堰收集，最后通过二级出水管排出系统进行回收；

两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水的系统中，所述自结晶流化床反应器包括：

反应器筒体；

设置于反应器筒体底部的布水器（22），反应器运行时，布水器（22）下方为配水区（23）、布水器（22）上方空腔将形成流化床层（24）；

反应器筒体顶部周边设有收水堰（26），该收水堰（26）下方为固液分离区（25），该固液分离区（25）及流化床层（24）之间设置有环状收水管（27）；

反应器筒体侧壁设有进水口（30）、排渣口（31）、加药口（32）、出水口（33）、及取样管（35），

其中，所述进水口（30）、排渣口（31）分别位于布水器（22）的下方、上方；所述加药口（32）位于反应器筒体中部；所述出水口（33）位于反应器顶部侧壁；

反应器筒体侧壁上方和底部连接有循环水系统（28），该循环水系统（28）包括循环泵、出水管路及回水管路；其中，出水管路的一端与所述环状收水管（27）相连，出水管路的另一端经由循环泵再通过回水管路与反应器筒体的底部相连接；

所述取样管（35）均匀分布于循环水系统（28）出水管路和布水器（22）之间的反应器筒体侧壁上。