[发明专利]无浓水排放的除氟装置

说明书

本发明公开了一种无浓水排放的除氟装置，该装置由除氟和自动控制两部分构成。其组成结构为：原水箱接进水泵，出口接至电吸附反应器的进水口，平行电极板分别与电吸附反应器正负极卡槽相连，卡槽通过电线与电吸附直流电源相连。电吸附反应器的出水接至出水转换器的进水，转换器的净水出口接至出水箱。转换器的浓排口与电絮凝反应器的进水口相连。电絮凝反应器设有搅拌区和沉淀区，沉淀区上部设出水口，下部设排泥口。时间继电器输出信号传入倒极器中，同时控出水转换器、搅拌器、及电絮凝直流电源运行或停歇。本装置联合了电吸附及电絮凝技术，解决了电吸附再生过程中产生的浓水处理问题，氟离子去除效率高，出水可达到饮用水水质标准。

技术领域

本发明属于水处理技术，具体涉及一种水中含氟的非金属离子处理装置。

背景技术

饮用水中氟的缺乏和过量都会对人体的健康造成危害，高氟地下水对人类的影响十分普遍。据统计，全世界超过2亿人长期饮用过量含氟的水；饮用水中氟含量高于1.0mg/L时，长期引用则会引起氟斑牙、氟骨症等；长期饮用氟浓度高于6.0mg/L的水，会引起重度氟骨病。近几年来，我国地下水氟污染对人类健康造成的危害已经逐渐引起人们的广泛关注，开发高效可靠的氟离子去除装置迫在眉睫。

目前，国内外常用的水中氟离子处理方法主要有：(1)沉淀法：利用石灰形成氟化钙沉淀以去除水中的氟离子，存在的问题是出水中氟离子浓度一般在15mg/L以上，不适合饮用水处理；(2)混凝法：利用铁盐和铝盐混凝作用去除氟离子，缺点是适合处理高浓度的含氟废水，对氟离子含量较低的原水去除效果差；(3)吸附法：利用吸附剂将氟离子吸附在载体表面来达到除氟的目的，缺点是吸附剂再生困难且重复使用效果差；(4)反渗透法：利用反渗透膜使氟离子分离出来，缺点是需要复杂的预处理工艺，适用于超纯水制备。

近期，基于双电层除盐理论发展而来的电吸附技术(也称电容除盐技术)日益受到关注，在直流电场的作用下，原水中的正负离子分别向阴阳两级迁移，并吸附于极板而得到去除。该工艺显著的优点是氟离子去除效率高，对地下水的氟离子去除可达到我国《生活引用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定氟化物标准(≤1.0mg/L)。但该工艺存在的最大问题是阴阳极板吸附饱和后，需用大量的水冲刷极板表面，因而又会产生大量含高浓度氟离子的排水。因此，如何解决除氟过程中的浓排的问题，特别是开发一种无浓排产生的除氟装置，是目前解决饮用水氟离子危害的关键。

本发明提出了一种高效去除水中低浓度氟离子的装置，联合电吸附与电絮凝技术，以期以较低的成本，取得满意的产水效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种无浓水排放的除氟装置，并耦合了电吸附与电絮凝工艺。

为实现此目的，无浓水排放的除氟装置包括：原水箱、进水泵、电吸附反应器、出水转换器、电吸附直流电源、电絮凝反应器、出水箱、搅拌器、时间继电器、倒极器、以及电絮凝直流电源等。本发明所采取的技术方案是：除氟装置由除氟系统和自动控制系统两部分构成。除氟系统由原水箱、进水泵、电吸附反应器、电吸附直流电源、电絮凝反应器、出水箱组成；自动控制系统由出水转换器、搅拌器、时间继电器、倒极器、电吸附直流电源组成。原水箱接有进水泵，进水泵出口接至电吸附反应器的进水口，若干不锈钢平行电极板分别与电吸附反应器中的正极卡槽和负极卡槽相连，正、负极卡槽通过电线与电吸附直流电源相连。电吸附反应器的出水口与出水转换器的进水口相连，出水转换器的净水出口接至出水箱；出水转换器的浓排口与电絮凝反应器的进水口相连；电絮凝反应器阳极与阳极总线相连，阴极与阴极总线相连。电絮凝反应器设有搅拌区和沉淀区，搅拌区配置搅拌器，沉淀区上部设置出水口，下部设置排泥口，出水口与原水箱相连。时间继电器输出信号传入倒极器中，同时控出水转换器、搅拌器、以及电絮凝直流电源工作或停歇。

运行时原水经过电吸附正负极板，水中的阴离子向正极板迁移并吸附其上，阳离子向负极迁移并吸附于极板上，原水中的氟离子得到去除。当正负极板吸附饱和时，通过倒极器实现倒极运行，使得极板实现再生，浓水经出水转换器浓排进入电絮凝反应器，经电絮凝、搅拌、沉淀后，处理后的水排入原水箱，沉淀絮体由排泥口排出。