申请日2015.08.18
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F101/20; C02F9/10
摘要
本发明是磷酸铁废水处理回用装置及其处理回用方法，其结构包括磷酸铁一洗与二洗水的调节池T0、循环浓缩水池T1、管式滤膜装置DF、压滤机装置PF、过滤水箱T2、一级反渗透装置RO1、一级反渗透的浓水箱T3、浓水反渗透装置RO3、浓水反渗透的产水箱T4、二级反渗透装置RO2、二级反渗透的产水箱T5;其处理回用方法：采用投加液氨提高pH，利用管式膜滤循环过滤掉微量重金属，压滤污泥外运;将管式膜滤的滤液浓缩与净化、产生的高纯产水作为生产纯水回用;母液与浓缩液混合进行蒸发结晶处理，产出硫铵与磷铵。优点：实现消除污染、节水又回收复合肥原料的目的。
权利要求书
1. 磷酸铁废水处理回用装置，其特征是包括磷酸铁一洗与二洗水的调节池、循环浓缩水池、管式滤膜装置、压滤机装置、过滤水箱、一级反渗透装置、一级反渗透的浓水箱、浓水反渗透装置、浓水反渗透的产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透的产水箱;
其中磷酸铁一洗与二洗水接到磷酸铁一洗与二洗水的调节池的进水口，磷酸铁一洗与二洗水的调节池的出水口通过调节池的提升泵连接循环浓缩水池的进水口，1#投加液氨装置的加药管也连接循环浓缩水池的进水口，循环浓缩水池的出水口通过循环泵连接管式滤膜装置的进水口，管式滤膜装置的滤液出口连接过滤水箱的进水口，管式滤膜装置的浓缩液循环出口连接循环浓缩水池的浓缩液循环回水口，循环浓缩水池的排泥口通过排泥泵连接压滤机装置的进泥口，压滤机装置的压滤液出口连接循环浓缩水池的回水口;过滤水箱的出水口通过一级反渗透增压泵连接一级反渗透装置的进水口，一级反渗透装置的产水出口连接浓水反渗透的产水箱的2#进水口，一级反渗透装置的浓水出口连接一级反渗透浓水箱的进水口，一级反渗透浓水箱的出水口通过浓水反渗透增压泵连接浓水反渗透装置的进水口，浓水反渗透装置的产水出水口连接浓水反渗透的产水箱的1#进水口，浓水反渗透装置的浓水出水口连接到浓水反渗透的浓水箱的1#进水口，浓水反渗透的产水箱的出水口通过二级反渗透的加压泵连接二级反渗透装置的进水口，二级反渗透装置的浓水出口连接过滤水箱的回水口，二级反渗透装置的产水出口连接二级反渗透的产水箱的进水口，二级反渗透的产水箱的出水口通过纯水泵送出生产纯水。
2. 根据权利要求1所述的磷酸铁废水处理回用装置，其特征是所述的浓水反渗透装置的浓水出水口连接浓水反渗透的浓水箱的2#进水口，磷酸铁合成与老化母液接到磷酸铁合成与老化母液调节池的进水口，磷酸铁合成与老化母液调节池的出水口通过提升泵连接到浓水反渗透的浓水箱的1#进水口;
浓水反渗透的浓水箱的出水口通过蒸发系统的进水泵连接蒸发结晶装置的进水口，2#投加液氨装置的加药口连接蒸发结晶装置的进药口，蒸发结晶装置的蒸汽接口连接蒸汽管，蒸发结晶装置的蒸馏水出口连接蒸馏水箱的进水口，蒸馏水箱的出水口通过蒸馏水泵送生产回用，蒸发结晶装置的出料口连接蒸发结晶的料液箱的进料口，蒸发结晶的料液箱的出料口经过出料泵连接离心分离装置的进料口，离心分离装置的出液口连接蒸发结晶的母液箱的进液口，蒸发结晶的母液箱的出液口通过蒸发母液输送泵连接蒸发结晶装置的回液口，离心分离装置的出料为硫铵与磷铵。
3. 磷酸铁废水处理回用方法，其特征是包括如下步骤：
(1)磷酸铁一洗与二洗水进入磷酸铁废水调节池，并通过1#投加液氨装置投加液氨调节pH，再利用循环浓缩水池、管式滤膜装置进行循环过滤掉微量的重金属污染物，浓缩的污泥通过压滤机装置脱水，泥饼外运;
(2)管式滤膜装置的过滤出水依次通过过滤水箱、一级反渗透装置、浓水反渗透的产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透的产水箱生成生产纯水而回用，二级反渗透装置的浓水返回过滤水箱重新处理;一级反渗透装置的浓水再经过一级反渗透的浓水箱、浓水反渗透装置进行进一步浓缩，浓水反渗透装置的浓水进入浓水反渗透的浓水箱，浓水反渗透装置的产水也进入浓水反渗透的产水箱再送二级反渗透装置进行进一步的净化;
(3)磷酸铁合成与老化母液依次经过磷酸铁合成与老化母液调节池、浓水反渗透的浓水箱、蒸发结晶装置、蒸发结晶的料液箱、离心分离装置进行蒸发结晶并分离出硫铵与磷铵;离心分离装置分离出的母液经过蒸发结晶的母液箱返回蒸发结晶装置再次蒸发结晶;混合液在蒸发结晶装置再通过2#投加液氨装置投加液氨调节pH，通过蒸汽进行蒸发结晶;蒸发结晶装置产生的蒸馏水通过蒸馏水箱回用生产。
4. 根据权利要求3 所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的步骤(1)磷酸铁一洗与二洗水通过磷酸铁废水调节池、循环浓缩水池、管式滤膜装置、压滤机装置、1#投加液氨装置对进水进行预处理，平衡水中阴阳离子、除去微量的重金属污染物。
5. 根据权利要求4 所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的磷酸铁一洗与二洗水首先进入磷酸铁废水调节池，平衡水中阴阳离子、均衡水质水量;磷酸铁废水调节池的出水通过调节池提升泵打入循环浓缩水池，通过1#投加液氨装置投加液氨调节pH，pH从2.0～3.0调节到3.5～6.0，循环浓缩水池的出水利用循环泵加压，通过管式滤膜装置进行过滤，过滤出水进入后续处理，并在循环浓缩水池进行重金属、悬浮物的浓缩，循环浓缩水池的排泥通过排泥泵、压滤机装置进行脱水，泥饼外运，滤液返回循环浓缩水池。
6. 根据权利要求3 所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的步骤(2)管式滤膜装置的过滤出水通过由过滤水箱、一级反渗透装置、一级反渗透的浓水箱、浓水反渗透装置、浓水反渗透的浓水箱、浓水反渗透的产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透的产水箱的合理组合进行浓缩与分离，产出合格的生产纯水与浓水反渗透浓水。
7. 根据权利要求6 所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的管式滤膜装置的过滤出水通过过滤水箱及过滤水箱的增压泵打入一级反渗透装置，进行初步浓缩净化。
8. 根据权利要求7所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的一级反渗透装置包括一级反渗透保安过滤器、一级反渗透高压泵、一级反渗透膜组、一级反渗透段间增压泵，一级反渗透装置的产水进入浓水反渗透的产水箱，一级反渗透装置的浓水通过一级反渗透的浓水箱与一级反渗透浓水箱的增压泵打入浓水反渗透装置，进行再次浓缩，浓水反渗透装置包括浓水反渗透保安过滤器、浓水反渗透高压泵、浓水反渗透膜组、浓水反渗透段间增压泵，浓水反渗透装置的浓水进入浓水反渗透的浓水箱，浓水反渗透装置的产水也进入浓水反渗透的产水箱，浓水反渗透的产水箱中的一级反渗透产水与浓水反渗透产水通过浓水反渗透产水箱的增压泵打入二级反渗透装置，进行进一步的净化。
9. 根据权利要求8所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的二级反渗透装置包括二级反渗透保安过滤器、二级反渗透高压泵、二级反渗透膜组，二级反渗透装置的产水达到了生产纯水的要求，二级反渗透产水电导率≤10μS/cm、溶解总固体≤4mg/L，通过二级反渗透的产水箱与纯水泵送生产系统，二级反渗透装置的浓水返回过滤水箱重新处理。
10. 根据权利要求3 所述的磷酸铁废水处理回用方法，其特征是所述的步骤(3)磷酸铁合成与老化母液与浓水反渗透的浓水通过磷酸铁合成与老化母液调节池、浓水反渗透的浓水箱、蒸发结晶装置、蒸发结晶的料液箱、离心分离装置进行蒸发结晶并分离出硫铵与磷铵;其中磷酸铁合成与老化母液进入磷酸铁合成与老化母液调节池进行水质、水量的一个均衡调节，然后经过磷酸铁合成与老化母液调节池与母液调节池提升泵打入浓水反渗透的浓水箱，与浓水反渗透的浓水混合后利用蒸发系统进水泵打入蒸发结晶装置，蒸发结晶装置包括加热器、循环泵、分离器、结晶器、混流泵、冷凝器等，混合液在蒸发结晶装置里再通过2#投加液氨装置投加液氨调节pH，通过蒸汽进行蒸发结晶，蒸发结晶装置的出料进入蒸发结晶的料液箱，并通过料液泵进入离心分离装置进而分离出硫铵与磷铵，作为复合肥的生产原料回收，离心分离装置分离出的母液经过蒸发结晶的母液箱与母液泵返回蒸发结晶装置再次蒸发结晶，蒸发结晶装置产生的蒸馏水通过蒸馏水箱与蒸馏水泵回用于生产。
说明书
磷酸铁废水处理回用装置及其处理回用方法
技术领域
本发明涉及的是磷酸铁废水处理回用装置及其处理回用方法，属于工业废水处理的技术领域。
背景技术
磷酸铁是电池正极材料磷酸铁锂的前驱体，磷酸铁生产过程中会经过合成、一洗、老化、二洗等工艺过程，其产生的合成与老化母液是高浓度含氨氮(NH3-N)、硫酸根(SO42-)、总磷(TP)的酸性无机废水，一洗与二洗水也含有部分氨氮(NH3-N)、硫酸根(SO42-)、总磷(TP)。目前的处理方法主要是利用投加石灰去除总磷，低标准排放，它不仅产生大量的污泥难于处理，又会对环境造成污染;也有利用MAP法(磷酸铵镁)，通过投加镁剂同时除去氨氮与总磷，多余的氨氮利用汽提回收硫铵，然后排放(此时盐超标)，或进一步浓缩、蒸发，这样是可以解决了磷酸铁废水的污染问题，但其工艺流程长，调pH要投加大量的碱，反应后还要加酸回调，运行费用高，限制了它的推广应用。
发明内容
本发明提出的是一种磷酸铁废水处理回用装置及其处理回用方法，其目的就是针对目前磷酸铁废水处理存在的问题，旨在利用管式滤膜装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、浓水反渗透装置、蒸发结晶装置对磷酸铁废水进行处理回用。处理前磷酸铁一洗与二洗水的NH4+(铵根离子)：400～2000mg/L、PO43-(磷酸根离子)：400～1600mg/L、SO42-(硫酸根离子)：3000～10000mg/L、TDS(溶解总固体)：3800～13600mg/L，利用管式滤膜装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、浓水反渗透装置进行浓缩分离，处理后达到生产纯水要求的NH4+(铵根离子)≤1mg/L、PO43-(磷酸根离子)≤0.5mg/L、SO42-(硫酸根离子)≤2.5mg/L、TDS(溶解总固体)≤4mg/L，各个离子的去除率均达到≥99.9%，直接回到生产纯水回用系统，节约了大量的水资源;同时得到一洗、二洗水浓缩液的NH4+(铵根离子)：8000～24600mg/L、PO43-(磷酸根离子)：8000～20000mg/L、SO42-(硫酸根离子)：60000～127600mg/L、TDS(溶解总固体)：136000～172200mg/L;而磷酸铁合成与老化母液的NH4+(铵根离子)：6000～22000mg/L、PO43-(磷酸根离子)：8000～30000mg/L、SO42-(硫酸根离子)：16000～48000mg/L、TDS(溶解总固体)：30000～100000mg/L，一洗、二洗水的浓缩液与合成、老化母液混合后再进行蒸发结晶处理，生成高效的硫铵、磷铵肥料，蒸发产生的蒸馏水也可回用于生产。在解决磷酸铁废水污染问题的同时回用了水资源，又回收了水中的有效成分，取得较好的社会与经济效益。
本发明的技术解决方案：磷酸铁废水处理回用装置，其特征是包括磷酸铁一洗与二洗水的调节池T0、循环浓缩水池T1、管式滤膜装置DF、压滤机装置PF、过滤水箱T2、一级反渗透装置RO1、一级反渗透的浓水箱T3、浓水反渗透装置RO3、浓水反渗透的产水箱T4、二级反渗透装置RO2、二级反渗透的产水箱(即生产纯水箱)T5;
其中磷酸铁一洗与二洗水接到磷酸铁一洗与二洗水的调节池T0的进水口，磷酸铁一洗与二洗水的调节池T0的出水口通过调节池的提升泵连接循环浓缩水池T1的进水口，1#投加液氨装置D1的加药管也连接循环浓缩水池T1的进水口，循环浓缩水池T1的出水口通过循环泵连接管式滤膜装置DF的进水口，管式滤膜装置的滤液出口连接过滤水箱T2的进水口，管式滤膜装置的浓缩液循环出口连接循环浓缩水池的浓缩液循环回水口，循环浓缩水池的排泥口通过排泥泵连接压滤机装置PF的进泥口，压滤液出口连接循环浓缩水池的回水口，压滤机装置压出的泥饼外运;过滤水箱T2的出水口通过一级反渗透增压泵连接一级反渗透装置RO1的进水口，一级反渗透装置的产水出口连接浓水反渗透的产水箱T4的2#进水口，一级反渗透装置的浓水出口连接一级反渗透浓水箱T3的进水口，一级反渗透浓水箱的出水口通过浓水反渗透增压泵连接浓水反渗透装置RO3的进水口，浓水反渗透装置的产水出水口连接浓水反渗透的产水箱的1#进水口，浓水反渗透装置的浓水出水口连接到浓水反渗透的浓水箱的1#进水口，浓水反渗透的产水箱的出水口通过二级反渗透的加压泵连接二级反渗透装置RO2的进水口，二级反渗透装置的浓水出口连接过滤水箱T2的回水口，二级反渗透装置的产水出口连接二级反渗透的产水箱(即生产纯水箱)T5的进水口，二级反渗透的产水箱(即生产纯水箱)的出水口通过纯水泵送出生产纯水。
磷酸铁废水处理回用方法，包括如下步骤：
1)磷酸铁一洗与二洗水进入磷酸铁废水调节池，并通过1#投加液氨装置投加液氨调节pH，再利用循环浓缩水池、管式滤膜装置进行循环过滤掉微量的重金属污染物，浓缩的污泥通过压滤机装置脱水，泥饼外运;
2)管式滤膜装置的过滤出水依次通过过滤水箱、一级反渗透装置、浓水反渗透的产水箱、二级反渗透装置、二级反渗透的产水箱(即生产纯水箱)生成生产纯水而回用，二级反渗透装置的浓水返回过滤水箱重新处理;一级反渗透装置的浓水再经过一级反渗透的浓水箱、浓水反渗透装置进行进一步浓缩，浓水反渗透装置的浓水进入浓水反渗透的浓水箱，浓水反渗透装置的产水也进入浓水反渗透的产水箱再送二级反渗透装置进行进一步的净化;
3)磷酸铁合成与老化母液依次经过磷酸铁合成与老化母液调节池、浓水反渗透的浓水箱、蒸发结晶装置、蒸发结晶的料液箱、离心分离装置进行蒸发结晶并分离出硫铵与磷铵;离心分离装置分离出的母液经过蒸发结晶的母液箱返回蒸发结晶装置再次蒸发结晶;混合液在蒸发结晶装置再通过2#投加液氨装置投加液氨调节pH，通过蒸汽进行蒸发结晶;蒸发结晶装置产生的蒸馏水通过蒸馏水箱回用生产。
本发明的优点：
1)首先是针对了磷酸铁一洗与二洗水含有部分氨氮(NH3-N)、硫酸根(SO42-)、总磷(TP)及微量重金属的特点，采用投加液氨提高pH,利用管式膜滤循环过滤掉微量重金属，压滤的泥饼外运;
2)其次将管式膜滤的滤液再经过一级反渗透、浓水反渗透、二级反渗透进行高效组合处理，即对磷酸铁一洗与二洗水的滤液进行进一步的浓缩与净化，二级反渗透产生的高纯产水作为生产纯水回用，浓水反渗透产生的浓缩液去蒸发结晶;
3)针对磷酸铁合成与老化母液的特点，即为高浓度含氨氮(NH3-N)、硫酸根(SO42-)、总磷(TP)的酸性无机废水，与浓缩液混合进行蒸发结晶处理，产出硫铵与磷铵。从而实现了消除污染、节水又回收复合肥原料的目的。