本发明涉及的是一种半导体含氟废水处理系统及工艺，属于水处理设备技术领域。
背景技术：
随着半导体工艺技术的迅速发展和生产量的增加，半导体厂排出的含氟废水量急剧地增加。为了防止半导体含氟废水直接排放对环境生态的污染和破坏，必须设法降低废水中的含氟浓度。
半导体含氟废水主要污染指标为ph、f和ss。现有技术的半导体含氟废水处理系统有的采用石灰沉淀法，其处理成本较低，但是处理效果较差，产生的污泥量较多，还涉及石灰残渣的处置问题，且无法满足半导体企业对厂区环境的高要求。
技术实现要素：
本发明提出的是一种半导体含氟废水处理系统及工艺，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺陷，通过设置酸碱调整、除氟、去除ss等流程，实现有效改善处理效果，满足半导体企业对厂区环境的高要求。
本发明的技术解决方案：半导体含氟废水处理系统，其结构包括通过管道依次连接的含氟废水集水池、含氟废水调节池、一级反应池、一级混凝池、一级絮凝池、一级沉淀池、二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池和放流池；含氟废水集水池和含氟废水调节池之间管道、含氟废水调节池和一级反应池之间管道都分别设有水泵。
优选的，所述的一级反应池连接第一naoh加药箱、第一h2so4加药箱和第一cacl2加药箱，一级混凝池连接第二cacl2加药箱，一级絮凝池连接第一pam加药箱，二级反应池连接第二naoh加药箱、第二h2so4加药箱和第一pac加药箱，二级絮凝池连接第二pam加药箱。
优选的，所述的含氟废水调节池内安装搅拌装置。
优选的，所述的放流池设有在线氟离子
检测仪。
半导体含氟废水处理系统的处理工艺，包括以下工艺步骤：
1)半导体含氟废水经管道收集后泵入含氟废水调节池；
2)含氟废水调节池中废水经提升泵进入一级除氟反应系统处理，在一级除氟反应系统中，废水首先进入一级反应池，在反应池内投加质量分数40％400mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so调整ph值，并投质量分数20％8262.4mg/l的cacl2作为除氟药剂，反应时间20min；
3)一级反应池出水进入一级混凝池，继续投加质量分数20％8262.4mg/l的cacl2，反应时间20min；
4)一级混凝池出水进入一级絮凝池中，投加质量分数0.1％2.6g/l的pam作为絮凝剂，待其反应20min，使絮体长大、更容易沉淀；
5)一级絮凝池中出水进入一级沉淀池中，进行泥水分离，上清液进入下一级处理系统，污泥则排入污泥池中待进一步脱水处理；
6)经一级除氟反应后，出水进入第二级除氟反应系统，首先进入二级反应池反应，投加质量分数40％163.3mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so4调整ph值，并投加质量分数20％300mg/l的pac进行反应，反应时间20min；
7)二级反应池出水进入二级絮凝池，投加质量分数0.1％2.6g/l的絮凝剂pam,反应时间20min；
8)最后二级絮凝池出水进入二级沉淀池中进行泥水分离后，清水进入放流池中，放流池废水为达标废水，最后进入最终清水池和计量渠，排入市政污水管网。
本发明的优点：结构和处理工艺设计合理，采用钙盐沉淀法，处理效率高，废水中氟离子的去除率可达90％以上，运行效果良好，相比石灰沉淀法，氯化钙易溶于水，产生的污泥量较少，且不存在石灰残渣的处置问题，运输、保管和存放都较方便。可满足半导体企业对厂区环境的高要求，更为清洁、有效。采用二级除氟工艺，可确保最终排放废水氟的浓度达到10mg/l以下。
附图说明
图1是本发明半导体含氟废水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，半导体含氟废水处理系统，其结构包括通过管道依次连接的含氟废水集水池、含氟废水调节池、一级反应池、一级混凝池、一级絮凝池、一级沉淀池、二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池和放流池；含氟废水集水池和含氟废水调节池之间管道、含氟废水调节池和一级反应池之间管道都分别设有水泵。
所述的一级反应池连接第一naoh加药箱、第一h2so4加药箱和第一cacl2加药箱，一级混凝池连接第二cacl2加药箱，一级絮凝池连接第一pam加药箱，二级反应池连接第二naoh加药箱、第二h2so4加药箱和第一pac加药箱(聚合氯化铝加药箱)，二级絮凝池连接第二pam加药箱。
所述的含氟废水调节池内安装搅拌装置。
所述的放流池设有在线氟离子检测仪。
含氟废水的主要污染物为氟，本发明采用二级化学除氟，即向废水中投加除氟药剂：cacl2，使氟离子与药剂发生化学反应，生成沉淀物，从而得到去除。
发生的化学反应如下：
ca2++2f-→caf2↓
一种半导体含氟废水处理工艺，包括以下工艺步骤：
1)半导体含氟废水经管道收集后泵入含氟废水调节池；
2)含氟废水调节池中废水经提升泵进入一级除氟反应系统处理，在一级除氟反应系统中，废水首先进入一级反应池，在反应池内投加质量分数40％400mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so调整ph值，并投质量分数20％8262.4mg/l的cacl2作为除氟药剂，反应时间20min；
3)一级反应池出水进入一级混凝池，继续投加质量分数20％8262.4mg/l的cacl2，反应时间20min；
4)一级混凝池出水进入一级絮凝池中，投加质量分数0.1％2.6g/l的pam作为絮凝剂，待其反应20min，使絮体长大、更容易沉淀；
5)一级絮凝池中出水进入一级沉淀池中，进行泥水分离，上清液进入下一级处理系统，污泥则排入污泥池中待进一步脱水处理；
6)经一级除氟反应后，出水进入第二级除氟反应系统，首先进入二级反应池反应，投加质量分数40％163.3mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so4调整ph值，并投加质量分数20％300mg/l的pac进行反应，反应时间20min；
7)二级反应池出水进入二级絮凝池，投加质量分数0.1％2.6g/l的絮凝剂pam,反应时间20min；
8)最后二级絮凝池出水进入二级沉淀池中进行泥水分离后，清水进入放流池(含氟废水清水池)中，放流池废水为达标废水，最后进入最终清水池和计量渠，排入市政污水管网。
含氟废水的钙盐沉淀法现已很成熟，处理效率高，废水中氟离子的去除率一般在90％以上，运行效果良好。较之石灰沉淀法，氯化钙沉淀法虽然处理成本相对较高，但氯化钙易溶于水，产生的污泥量(与石灰法比较)较少，且不存在石灰残渣的处置问题，运输、保管和存放都较方便。由于半导体企业对厂区环境要求较高，使用氯化钙沉淀法更为清洁、有效。
实践表明，采用cacl2反应后，进一步投加pac(聚合氯化铝)，进行混凝反应，可使废水中细小颗粒物相互吸附、结合成大的颗粒物，更容易沉淀。采用二级除氟工艺，可确保最终排放废水氟的浓度达到10mg/l以下。
本项目中根据现有技术优选配备自动ph检测和加药系统，并在最后的含氟废水清水池中安装在线氟离子检测仪，可以实时检测废水处理效果，一旦发现异常，可及时发现设备故障、调整废水处理加药量、运行参数等。
实施例1
广东省某厂原水水质：
流量2100m3/d，
ph：2～10，
nh3-n：15mg/l，
t-n：20mg/l，
cod：120mg/l，
f-：800mg/l，
ss：1000mg/l，
h2o2：10mg/l。
处理系统配置：
2套含氟废水集水池：直径3200mm，高3000mm，容积20m3，材质frp；
2套含氟废水集水泵：40m3/h×25m×5.5kw；
2套含氟废水调节池：尺寸5000×18000×6000mm，容积495m3，材质rc/frpl；
2套含氟废水调节泵：35m3/h×20m×4.0kw，材质etfe；
1套一级反应池包括：
ph调整槽：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：107rpm/1.5kw，材质cs/frpl，
反应槽：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：107rpm/1.5kw，材质cs/frpl；
1套一级混凝池：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：107rpm/1.5kw，材质cs/frpl；
1套一级絮凝池：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：65rpm/0.55kw，材质sus304；
1套一级沉淀池：尺寸6000×5400×4000mm，材质cs/frpl，配备污泥泵：10m3/h×15m×1.5kw，材质sus304；
1套二级反应池：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：107rpm/1.5kw，材质cs/frpl；
1套二级絮凝池：尺寸2200×1800×2700mm，容积8m3，材质cs/frpl，配备搅拌机：65rpm/0.55kw，材质sus304；
1套二级沉淀池：尺寸8000×5400×4000mm，材质cs/frpl，配备污泥泵：50m3/h×15m×1.5kw，材质sus304。
处理后水质(总排口)(符合广东省地方标准《水污染物排放限值》(db44/26-2001)第二时段三级标准，并满足更为严格的企业内控指标)：
ph值：6～9(排放标准限值6～9)；
codcr：100mg/l(排放标准限值500mg/l)；
bod5：20mg/l(排放标准限值300mg/l)；
f-：10mg/l(排放标准限值20mg/l)；
tp：4.5mg/l(无排放标准限值)；
nh3-n：30mg/l(无排放标准限值)；
总氮：35mg/l(无排放标准限值)；
ss：100mg/l(排放标准限值400mg/l)；
动植物油：20mg/l(排放标准限值100mg/l)。
以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.半导体含氟废水处理系统，其特征包括通过管道依次连接的含氟废水集水池、含氟废水调节池、一级反应池、一级混凝池、一级絮凝池、一级沉淀池、二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池和放流池；含氟废水集水池和含氟废水调节池之间管道、含氟废水调节池和一级反应池之间管道都分别设有水泵。
2.如权利要求1所述的半导体含氟废水处理系统，其特征是所述的一级反应池连接第一naoh加药箱、第一h2so4加药箱和第一cacl2加药箱，一级混凝池连接第二cacl2加药箱，一级絮凝池连接第一pam加药箱，二级反应池连接第二naoh加药箱、第二h2so4加药箱和第一pac加药箱，二级絮凝池连接第二pam加药箱。
3.如权利要求2所述的半导体含氟废水处理系统，其特征是所述的含氟废水调节池内安装搅拌装置。
4.如权利要求3所述的半导体含氟废水处理系统，其特征是所述的放流池设有在线氟离子检测仪。
5.如权利要求1-4任一项所述的半导体含氟废水处理系统的处理工艺，其特征是包括以下工艺步骤：
1)半导体含氟废水经管道收集后泵入含氟废水调节池；
2)含氟废水调节池中废水经提升泵进入一级除氟反应系统处理，在一级除氟反应系统中，废水首先进入一级反应池，在反应池内投加质量分数40％400mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so调整ph值，并投质量分数20％8262.4mg/l的cacl2作为除氟药剂，反应时间20min；
3)一级反应池出水进入一级混凝池，继续投加质量分数20％8262.4mg/l的cacl2，反应时间20min；
4)一级混凝池出水进入一级絮凝池中，投加质量分数0.1％2.6g/l的pam作为絮凝剂，待其反应20min，使絮体长大、更容易沉淀；
5)一级絮凝池中出水进入一级沉淀池中，进行泥水分离，上清液进入下一级处理系统，污泥则排入污泥池中待进一步脱水处理；
6)经一级除氟反应后，出水进入第二级除氟反应系统，首先进入二级反应池反应，投加质量分数40％163.3mg/l的naoh、质量分数30％200mg/l的h2so4调整ph值，并投加质量分数20％300mg/l的pac进行反应，反应时间20min；
7)二级反应池出水进入二级絮凝池，投加质量分数0.1％2.6g/l的絮凝剂pam,反应时间20min；
8)最后二级絮凝池出水进入二级沉淀池中进行泥水分离后，清水进入放流池中，放流池废水为达标废水，最后进入最终清水池和计量渠，排入市政污水管网。
技术总结
本发明是一种半导体含氟废水处理系统及工艺，其结构包括通过管道依次连接的含氟废水集水池、含氟废水调节池、一级反应池、一级混凝池、一级絮凝池、一级沉淀池、二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池和放流池；含氟废水集水池和含氟废水调节池之间管道、含氟废水调节池和一级反应池之间管道都分别设有水泵。本发明的优点：采用钙盐沉淀法，处理效率高，废水中氟离子的去除率可达90％以上，运行效果良好，相比石灰沉淀法，氯化钙易溶于水，产生的污泥量较少，且不存在石灰残渣的处置问题，运输、保管和存放都较方便。可满足半导体企业对厂区环境的高要求，更为清洁、有效。采用二级除氟工艺，可确保最终排放废水氟的浓度达到10mg/L以下。
技术研发人员：安建国;张旭;孔金明;杜莹
受保护的技术使用者：江苏源邦环境科技有限公司
技术研发日：2020.07.07
技术公布日：2020.10.02
声明：
“半导体含氟废水处理系统及工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江苏源邦环境科技有限公司
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2024年06月21日 ~ 23日 
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