本發(fā)明涉及含氟廢水處理，具體為一種環(huán)保高分子樹脂除氟設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、可再生能源產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展目標(biāo)的重要一環(huán)，其主要形式包括光伏、風(fēng)電、水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電等，相較而言，光伏開發(fā)空間更大。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能將光子轉(zhuǎn)化為電子的一個(gè)純物理過(guò)程，轉(zhuǎn)化過(guò)程不排放任何有害物質(zhì)，但在光伏板的制造生產(chǎn)過(guò)程中卻會(huì)產(chǎn)生大量的含氟廢水(含氟量可高達(dá)1000mg/l)。

2、處理含氟廢水的傳統(tǒng)方法是利用沉淀池，在廢水中加入石灰，以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)得到氟化鈣沉淀，為加強(qiáng)除氟效果，還會(huì)加入鋁鹽、鐵鹽等物質(zhì)作為絮凝劑以加快上述反應(yīng)進(jìn)行，但是該化學(xué)反應(yīng)為非完全反應(yīng)，因此隨著廢水含氟量的降低，其速度也會(huì)降低，甚至停止，且在反應(yīng)過(guò)程中，生產(chǎn)的氟化鈣會(huì)附著在石灰顆粒表面，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)效率的進(jìn)一步降低，進(jìn)而難以高效獲得含氟量極低的凈水(沉淀法處理后的廢水的含氟量一般在20～30mg/l)，而隨著排放指標(biāo)的嚴(yán)格化(目前最嚴(yán)格的指標(biāo)是1mg/l以下)，僅靠沉淀池顯然是無(wú)法滿足行業(yè)需求的，故現(xiàn)有技術(shù)通常采用多級(jí)式除氟的設(shè)計(jì)，將沉淀法作為廢水除氟的預(yù)處理過(guò)程，以沉淀的方式去除廢水中的大量氟離子，然后再將低含氟量廢水通入后續(xù)的除氟步驟中(如：離子交換法、電絮凝法等)以獲得含氟量極低的凈水，如公開號(hào)為cn114477515b的一種節(jié)能環(huán)保型廢水除氟設(shè)備中，廢水先在支撐內(nèi)殼內(nèi)部沉淀以完成首次除氟，接著除氟后的廢水進(jìn)入第一排料管，并在絞龍的螺旋作用下與雜質(zhì)分離以完成第二次除氟，然后廢水會(huì)進(jìn)入凈化箱，并在反滲透膜的吸附作用下完成第三次除氟，從而得到極低含氟量的凈水。

3、現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)多級(jí)式除氟結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以將通過(guò)沉淀法得到的凈水進(jìn)一步凈化，以獲得含氟量極低的廢水，但是其除氟效率有進(jìn)一步提升的空間，原因如下：1)現(xiàn)有技術(shù)除氟設(shè)備的多級(jí)式結(jié)構(gòu)的工作方式常為線性的，即廢水從沉淀池排出后，方能進(jìn)入后續(xù)的吸附結(jié)構(gòu)接受進(jìn)一步除氟，但沉淀過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間通常是吸附過(guò)程的數(shù)倍，如此，便造成吸附結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中有較長(zhǎng)的空窗期，從而造成除氟效率低下；2)吸附結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以設(shè)置各種填充物料，如樹脂、活性炭和反滲透膜等，填充物料在吸附氟離子的同時(shí)也會(huì)使自身疲勞，為使其再生，常會(huì)使用超聲波配合水洗的方式，但為了保證除氟效果，填充層通常是具有一定厚度的，而這也導(dǎo)致了填充層內(nèi)部的填充物難以完全再生，從而造成堵塞，影響吸附除氟的效率。

4、為此，基于我司“光伏行業(yè)生產(chǎn)廢水處理工藝的研發(fā)”項(xiàng)目，提出一種環(huán)保高分子樹脂除氟設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保高分子樹脂除氟設(shè)備，解決了多級(jí)除氟設(shè)備中吸附裝置空窗期過(guò)長(zhǎng)和吸附裝置內(nèi)部填充物再生困難的問題，通過(guò)多個(gè)沉淀池與緩沖和吸附池搭配使用，并對(duì)吸附池內(nèi)的填充層進(jìn)行開合設(shè)計(jì)的方式，實(shí)現(xiàn)了吸附池持續(xù)工作和吸附池內(nèi)填充層再生徹底，以提高設(shè)備除氟效率的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種環(huán)保高分子樹脂除氟設(shè)備，包括沉淀池和凈水池，所述沉淀池包括渾水池和清水池，還包括緩沖池、吸附池、樹脂模塊和超聲波換能器，所述沉淀池的數(shù)量大于一，所述緩沖池位于沉淀池的下方，所述吸附池位于緩沖池的下方，多個(gè)沉淀池內(nèi)部的所述清水池均與緩沖池連通，所述緩沖池與吸附池連通，所述樹脂模塊包括脂盒和除氟樹脂，所述脂盒轉(zhuǎn)動(dòng)連接在吸附池的側(cè)壁上，且同一水平高度的脂盒為一組，每組脂盒的方向平行，所述除氟樹脂填充在脂盒的內(nèi)部；

4、所述沉淀池進(jìn)行預(yù)除氟并將含氟量達(dá)標(biāo)廢水排至緩沖池，所述脂盒均保持水平旋向而將緩沖池落下的廢水再次除氟，且脂盒保持非水平旋向而接收超聲波換能器釋放的超聲波。

5、現(xiàn)有的多級(jí)除氟設(shè)備中吸附過(guò)程存在空窗期的原因是缺少緩沖裝置，沉淀池直接將除氟后的廢水排放至吸附裝置中，隨之，吸附過(guò)程隨排放過(guò)程的開始而開始，并隨排放過(guò)程的結(jié)束而結(jié)束，待沉淀池內(nèi)廢水排放完畢后，再次引入廢水，隨后沉淀過(guò)程持續(xù)若干時(shí)長(zhǎng)，而在沉淀過(guò)程中，吸附裝置并不發(fā)生有效動(dòng)作，由此造成設(shè)備的性能浪費(fèi)，故大規(guī)模處理含氟廢水時(shí)，緩沖裝置是不可或缺的；從理論上分析，緩沖裝置的容積越大，吸附裝置的空窗期就越短，設(shè)備的除氟效率也就越高；但立足于實(shí)際生產(chǎn)，卻要考慮設(shè)備的安裝空間，以及大體積裝置的可生產(chǎn)性和生產(chǎn)成本；

6、優(yōu)選的，每個(gè)所述沉淀池與緩沖池之間的管道上均設(shè)置第一電磁閥，所述第一電磁閥為通斷閥，且第一電磁閥安裝在沉淀池一側(cè)；

7、上述方案中，使多個(gè)沉淀池搭配一個(gè)緩沖池使用，各個(gè)沉淀池依次排放含氟廢水，以使得緩沖池能向吸附池持續(xù)排水，從而避免吸附池空窗期的出現(xiàn)，以提升設(shè)備的除氟效率，且這樣的設(shè)計(jì)，避免了沉淀池和緩沖池的大體積化，使得設(shè)備的布置與安裝更加靈活和方便；每個(gè)沉淀池與緩沖池之間均設(shè)置第一電磁閥(通斷閥)，從而獨(dú)立控制各個(gè)沉淀池的排放時(shí)間，以使得不同沉淀池內(nèi)的含氟廢水按照次序排入緩沖池中；將第一電磁閥安裝在沉淀池一側(cè)，是為了防止沉淀過(guò)程中含氟量較高的廢水由清水池進(jìn)入沉淀池與緩沖池之間的管道，進(jìn)而對(duì)管道造成污染，從而增加廢水再次排放時(shí)的含氟量。

8、吸附池內(nèi)的填充材料具有多種選擇，本方案使用再生效果優(yōu)良的氟化物選擇吸附樹脂，所謂再生，即通過(guò)相關(guān)技術(shù)，對(duì)樹脂表面吸附的氟離子進(jìn)行清理，從而使樹脂恢復(fù)優(yōu)良的吸附能力，常見的方式是水洗配合超聲波，其原理為超聲波在水中的傳播引起水分子的高頻振動(dòng)，進(jìn)而形成小氣泡并迅速破裂，從而借助氣泡破碎的沖擊對(duì)樹脂進(jìn)行清洗；但現(xiàn)有技術(shù)在再生過(guò)程中，常會(huì)向設(shè)備引入純水或自來(lái)水，因此造成額外的水資源浪費(fèi)，不利于除氟設(shè)備綠色發(fā)展的初衷；

9、優(yōu)選的，所述吸附池和凈水池連通，且吸附池與凈水池連通的管道上安裝有水泵和第二電磁閥，所述水泵為雙向泵，所述第二電磁閥為三位三通閥；

10、上述方案中，通過(guò)水泵和第二電磁閥的配合，實(shí)現(xiàn)再生過(guò)程中的水洗步驟；這樣的好處在于，既避免純凈水的引入，以契合綠色發(fā)展的初衷，又借助除氟水中的粒子(光伏廢水中常還包括氮化合物)加強(qiáng)氣泡破碎時(shí)的沖擊，以增強(qiáng)除氟樹脂的再生效果，從而保證除氟樹脂穩(wěn)定的吸附能力，以保證除氟設(shè)備的除氟效率。

11、現(xiàn)有技術(shù)中樹脂堆積在吸附池的底部，且為了保證吸附除氟的效果，堆積的樹脂往往具有一定厚度，如此，在超聲波作用下，氣泡僅能在樹脂堆的上表面破碎，而無(wú)法深入樹脂堆的內(nèi)部，進(jìn)而使內(nèi)部樹脂的再生效果不明顯，從而影響樹脂堆的吸附效果，導(dǎo)致吸附池的除氟效率逐漸降低；

12、優(yōu)選的，所述樹脂模塊還包括齒輪、鏈條和電機(jī)，所述脂盒的前后兩端均設(shè)置有主軸，所述主軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在吸附池的側(cè)壁上，所述齒輪安裝在主軸的伸出端上，若干條所述鏈條分別纏繞在相鄰的兩個(gè)齒輪上，所述電機(jī)與最右端的主軸相連接；

13、上述方案中，通過(guò)鏈條和齒輪的嚙合，使得一組脂盒保持相同的旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)而在吸附除氟時(shí)，脂盒均保持水平旋向，以配合吸附池內(nèi)壁完成對(duì)脂盒所在平面的密封，保證除氟效果，在除氟樹脂再生時(shí)，脂盒均保持非水平旋向，以使得每個(gè)脂盒中的除氟樹脂均能充分接受氣泡破碎的沖擊，從而使除氟樹脂再生徹底，以保證除氟樹脂對(duì)氟離子的吸附能力，從而提升設(shè)備的除氟效率。

14、優(yōu)選的，所述主軸在上下方向相互錯(cuò)開，所述超聲波換能器安裝在吸附池內(nèi)底，且超聲波換能器的振動(dòng)方向?yàn)樯舷路较颍?/p>

15、上述方案中，主軸在上下方向相互錯(cuò)開，不僅能夠避免上方脂盒中清除的氟離子落至下方脂盒，以保證各個(gè)脂盒的再生效果，還能避免下方脂盒對(duì)傳導(dǎo)至上方脂盒的超聲波的阻擋，使各個(gè)脂盒均能受到等強(qiáng)度的氣泡破碎沖擊，從而保證對(duì)各個(gè)脂盒中氟離子的清除效果，將超聲波換能器的振動(dòng)方向設(shè)置為上下方向，是因?yàn)槌暡ㄔ谝后w中僅能以縱波的形式傳播，即傳播方向與振動(dòng)方向相同。

16、優(yōu)選的，所述脂盒具有兩種非水平旋向：其一脂盒保持豎直，其二脂盒與豎直方向的夾角為10°～45°；

17、上述方案中，脂盒處于豎直狀態(tài)，是為了減小水泵向吸附池抽水時(shí)對(duì)水的阻力，進(jìn)而降低水泵的功耗；將脂盒與豎直方向呈10°～45°夾角設(shè)置，是為了增大脂盒與超聲波引起的沖擊的接觸面積，從而加強(qiáng)對(duì)脂盒內(nèi)部的除氟樹脂的清理效果，夾角小于10°，這種增強(qiáng)效果不明顯，夾角大于45°，下方的脂盒會(huì)阻擋向上方脂盒傳播的超聲波，以降低上方脂盒的再生效果。

18、現(xiàn)有技術(shù)中堆積在吸附池底部的樹脂顆粒大小均勻，因此上方區(qū)域的樹脂往往會(huì)率先進(jìn)入疲勞態(tài)，以降低對(duì)氟離子的吸附能力，而一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，為保證吸附池的除氟效果，便需要進(jìn)行再生步驟，因此，現(xiàn)有技術(shù)中再生步驟是頻繁的，而這對(duì)于除氟效率的提升顯然是不利的；

19、優(yōu)選的，不同組的所述脂盒中的除氟樹脂的顆粒大小不同，且按照脂盒由上到下的順序所述除氟樹脂的顆粒直徑逐漸減??；

20、通過(guò)上述方案，使得由緩沖池排入吸附池的含氟廢水先經(jīng)過(guò)大顆粒除氟樹脂，再逐級(jí)經(jīng)過(guò)顆粒半徑逐漸減小的除氟樹脂；由于除氟樹脂顆粒半徑越大，顆粒的間隙越大，相應(yīng)的，除氟樹脂也就越不易被堵塞，進(jìn)而不易進(jìn)入疲勞態(tài)，由此，降低了除氟樹脂再生的頻率，從而提升了設(shè)備的除氟效率。

21、優(yōu)選的，所述脂盒包括盒體和盒蓋，所述盒體與主軸連接，所述盒蓋在盒體上做可拆卸連接，正視視角下所述盒蓋與盒體連接后呈腰圓形狀，且盒蓋外部和盒體弧形結(jié)構(gòu)處均布置有彈性材料；

22、上述方案中，通過(guò)盒蓋在盒體上的可拆卸連接，實(shí)現(xiàn)盒體內(nèi)部除氟樹脂的定期更換；彈性材料的設(shè)置，使得脂盒處于水平狀態(tài)時(shí)，脂盒之間相互頂緊，以確保密封性，從而保證除氟效果。

23、優(yōu)選的，所述緩沖池與吸附池之間的管道上安裝有第三電磁閥，所述第三電磁閥為流量控制閥；

24、上述方案中，通過(guò)第三電磁閥的設(shè)置，控制緩沖池向吸附池的排水量，進(jìn)而使得沉淀池內(nèi)的含氟廢水可以快速排入緩沖池中，以使沉淀池迅速進(jìn)入下一次沉淀過(guò)程，從而提高沉淀除氟效率，且通過(guò)第三電磁閥對(duì)排水量的控制，還能降低含氟廢水對(duì)脂盒的沖擊，進(jìn)而保證脂盒連接的密封性，從而保證除氟效果。

25、優(yōu)選的，所述吸附池與凈水池之間的管道上具有u形管道，所述u形管道和清水池內(nèi)部均安裝有氟離子選擇電極；

26、上述方案中，通過(guò)兩個(gè)氟離子選擇電極的布置，分別對(duì)設(shè)備的沉淀和吸附除氟效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

28、1、本發(fā)明通過(guò)若干個(gè)沉淀池與緩沖池的配合，避免了吸附池工作的空窗期，從而提升了設(shè)備的除氟效率，且通過(guò)對(duì)吸附池內(nèi)部裝載除氟樹脂的脂盒的分合設(shè)計(jì)，既使得吸附除氟時(shí)各脂盒相互頂緊以密封，從而保證除氟效果，又使得除氟樹脂再生時(shí)，各脂盒相分離以使得各個(gè)脂盒內(nèi)部的除氟樹脂均接受充分清理，從而提升除氟樹脂再生的效果，以進(jìn)一步提升設(shè)備的除氟效率。

29、2、本發(fā)明將脂盒沿上下方向錯(cuò)位安裝在吸附池上，從而既避免除氟樹脂再生時(shí)，上方脂盒中清除而出的氟離子落至下方脂盒的現(xiàn)象，以保證再生效果，又避免了下方脂盒對(duì)傳導(dǎo)至上方脂盒的超聲波的阻擋，從而進(jìn)一步提升了各個(gè)脂盒中除氟樹脂的再生效果，且再生時(shí)，脂盒偏離豎直方向，以借助錯(cuò)位布置，使脂盒與超聲波的接觸面積增大，從而再次提升再生效果。

30、3、本發(fā)明中通過(guò)盒蓋在盒體上的可拆卸設(shè)置，使得盒體內(nèi)的除氟樹脂可以定期更換，且將盒蓋與盒體組裝后的形狀設(shè)為腰圓，以使得再生過(guò)程中從吸附池抽水或向吸附池送水時(shí)，能夠通過(guò)脂盒兩端的弧形結(jié)構(gòu)減弱對(duì)水的阻力，以降低水泵功耗，從而契合除氟設(shè)備綠色發(fā)展的初衷的同時(shí)，在脂盒兩端弧形結(jié)構(gòu)上覆蓋有彈性材料，以使相鄰兩脂盒能更緊密地抵接，從而保證除氟樹脂的除氟效果，另外，按照脂盒由上到下的順序除氟樹脂的顆粒直徑逐漸減小，進(jìn)而使上方脂盒中的除氟樹脂不易疲勞，從而降低再生的頻率，以使設(shè)備吸附除氟的過(guò)程長(zhǎng)久持續(xù)。