公布日：2023.10.13
申請日：2023.08.24
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F101/14(2006.01)N;C02F101/36(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種含氟廢水的處理系統(tǒng)及其處理方法、應用，涉及廢水處理的技術(shù)領域，該處理系統(tǒng)包括依次連接的流化床結(jié)晶系統(tǒng)、循環(huán)池、管式膜系統(tǒng)，以及雙極膜電滲析系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)處理半導體行業(yè)含氟廢水時用水量大、排水量大以及處理成本高的技術(shù)問題，達到了大大減量排放污水與固體廢棄物、降低處理成本、綠色無污染，以及有效提高氟化鈣產(chǎn)物純度和提高回收利用效率的技術(shù)效果。
權(quán)利要求書
1.一種含氟廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的流化床結(jié)晶系統(tǒng)、循環(huán)池、管式膜系統(tǒng)，以及雙極膜電滲析系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述流化床的設計停留時間為1～4h；優(yōu)選地，所述流化床中設置的晶種包括氟化鈣、碳酸鈣以及石英砂中的至少一種，優(yōu)選為氟化鈣；優(yōu)選地，所述流化床中設置有pH控制器，用以控制流化床結(jié)晶系統(tǒng)的pH。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還包括設置于所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)之前的廢水槽，所述廢水槽用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供含氟廢水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還包括NaOH儲槽、CaCl2藥液溶解池以及稀釋水槽；所述NaOH儲槽連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供NaOH；所述CaCl2藥液溶解池連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供CaCl2；優(yōu)選地，所述CaCl2藥液溶解池中設有攪拌裝置；所述稀釋水槽連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供稀釋水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還包括鹽酸儲罐和NaOH儲罐；所述鹽酸儲罐連接所述雙極膜電滲析系統(tǒng)，用以收集雙極膜電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的鹽酸；所述NaOH儲罐連接所述雙極膜電滲析系統(tǒng)，用以收集雙極膜電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的NaOH。
6.一種利用權(quán)利要求1-5任一項所述的處理系統(tǒng)的含氟廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)含氟廢水、氯化鈣溶液、氫氧化鈉溶液以及稀釋水進入流化床結(jié)晶系統(tǒng)中進行反應，得到氟化鈣晶體和流化床出水；(b)所述流化床出水進入循環(huán)池后再進入管式膜系統(tǒng)進行過濾，得到濃縮液和透過液；所述透過液進入雙極膜電滲析系統(tǒng)進行處理，得到鹽酸和氫氧化鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，步驟(a)中，所述反應的pH為8～10。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，步驟(b)中，所述透過液部分作為稀釋水回流到流化床結(jié)晶系統(tǒng)，所述透過液剩余部分進入雙極膜電滲析系統(tǒng)進行處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，步驟(b)中，所述濃縮液回流至循環(huán)池后再進入管式膜系統(tǒng)中進行過濾。
10.一種權(quán)利要求6-9任一項所述的處理方法在半導體行業(yè)廢水處理中的應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種含氟廢水的處理系統(tǒng)，能夠大大降低外排水量與固體廢棄物，降低處理成本，同時能夠有效提高氟化鈣純度和回用率。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種含氟廢水的處理方法，采用流化床結(jié)晶技術(shù)結(jié)合管式膜和雙極膜電滲析系統(tǒng)，可大大減量排放污水與固體廢棄物，具有很高的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種含氟廢水的處理方法的應用，在限制廢水排放量時可以滿足半導體廠家的排水需求。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
第一方面，一種含氟廢水的處理系統(tǒng)，包括依次連接的流化床結(jié)晶系統(tǒng)、循環(huán)池、管式膜系統(tǒng)，以及雙極膜電滲析系統(tǒng)。
進一步的，所述流化床的設計停留時間為1～4h；
優(yōu)選地，所述流化床中設置的晶種包括氟化鈣、碳酸鈣以及石英砂中的至少一種，優(yōu)選為氟化鈣；
優(yōu)選地，所述流化床中設置有pH控制器，用以控制流化床結(jié)晶系統(tǒng)的pH。
進一步的，所述處理系統(tǒng)還包括設置于所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)之前的廢水槽，所述廢水槽用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供含氟廢水。
進一步的，所述處理系統(tǒng)還包括NaOH儲槽、CaCl2藥液溶解池以及稀釋水槽；
所述NaOH儲槽連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供NaOH；
所述CaCl2藥液溶解池連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供CaCl2；
優(yōu)選地，所述CaCl2藥液溶解池中設有攪拌裝置；
所述稀釋水槽連接所述流化床結(jié)晶系統(tǒng)，用以向流化床結(jié)晶系統(tǒng)提供稀釋水。
進一步的，所述處理系統(tǒng)還包括鹽酸儲罐和NaOH儲罐；
所述鹽酸儲罐連接所述雙極膜電滲析系統(tǒng)，用以收集雙極膜電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的鹽酸；
所述NaOH儲罐連接所述雙極膜電滲析系統(tǒng)，用以收集雙極膜電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的NaOH。
第二方面，一種利用上述任一項所述的處理系統(tǒng)的含氟廢水的處理方法，包括以下步驟：
(a)含氟廢水、氯化鈣溶液、氫氧化鈉溶液以及稀釋水進入流化床結(jié)晶系統(tǒng)中進行反應，得到氟化鈣晶體和流化床出水；
(b)所述流化床出水進入循環(huán)池后再進入管式膜系統(tǒng)進行過濾，得到濃縮液和透過液；
所述透過液進入雙極膜電滲析系統(tǒng)進行處理，得到鹽酸和氫氧化鈉。
進一步的，步驟(a)中，所述反應的pH為8～10。
進一步的，步驟(b)中，所述透過液部分作為稀釋水回流到流化床結(jié)晶系統(tǒng)，所述透過液剩余部分進入雙極膜電滲析系統(tǒng)進行處理。
進一步的，步驟(b)中，所述濃縮液回流至循環(huán)池后再進入管式膜系統(tǒng)中進行過濾。
第三方面，一種上述任一項所述的處理方法在半導體行業(yè)廢水處理中的應用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下有益效果：
本發(fā)明提供的含氟廢水的處理系統(tǒng)，含氟廢水經(jīng)流化床結(jié)晶系統(tǒng)生成的氟化鈣具有純度高和回收利用效率高的優(yōu)勢；管式膜系統(tǒng)通過膜的分離作用可以將流化床出水進行固液分離，管式膜攔截的氟化鈣污泥經(jīng)濃縮后外排，其濃縮液可回流至循環(huán)池再經(jīng)管式膜系統(tǒng)處理，管式膜系統(tǒng)的部分產(chǎn)水可作為稀釋水回流到流化床中，剩余產(chǎn)水進入雙極膜電滲析系統(tǒng)進行處理，從而轉(zhuǎn)化得到HCl和NaOH；在雙極膜電滲析脫鹽產(chǎn)酸堿的過程中無需添加化學藥劑也不會產(chǎn)生污染物質(zhì)，能夠大大減量排放污水，同時可回用氫氧化鈉，減少氫氧化鈉藥劑用量，也可回用鹽酸做清洗劑，整個流程基本不產(chǎn)生廢水，降低處理成本，綠色無污染。由此可見，在各系統(tǒng)的協(xié)同配合下，本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)處理半導體行業(yè)含氟廢水時用水量大、排水量大以及處理成本高的技術(shù)問題，而且達到了大大減量排放污水與固體廢棄物、降低處理成本、綠色無污染，以及有效提高氟化鈣產(chǎn)物純度和提高回收利用效率的技術(shù)效果。
本發(fā)明提供的含氟廢水的處理方法，采用流化床結(jié)晶技術(shù)結(jié)合管式膜和雙極膜電滲析系統(tǒng)，可大大減量排放污水與固體廢棄物，具有很高的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。
本發(fā)明提供的含氟廢水的處理方法的應用，在限制廢水排放量時能夠滿足半導體廠家的排水需求，應用效果突出。
（發(fā)明人：任鳳偉;張曼瑤;陳亦力;毛彥俊;孟繁龍;黃江龍;孫廣東;曾文增;李海鑫）
