公布日：2022.12.09
申请日：2022.09.05
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C01B25/28(2006.01)I;C01C1/24(2006.01)I;C05G1/00(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;
C02F1/463(2006.01)N;C02F1/467(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F3/28(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种磷酸铁锂废水的处理方法及系统，该方法是根据废水成分特性及特定的组分含量状态，调节PH至6‑7，采用电絮凝‑电芬顿‑电絮凝的前置工艺去除水中金属元素，降低SS、降低COD，经过生化反应进一步降低COD并生成沼气、将硝态氮转为氮气、氨氮转化为硝态氮并将硝化液回流，然后进入二沉池完成泥水分离，调节PH至8‑9，去除铁、锰等金属离子，最后经过沉淀、超滤和RO系统，产出淡水回车间重新利用。本发明使用的电絮凝‑电芬顿‑电絮凝的前置工艺，通过电絮凝沉降去除水中的金属元素，同时通过电芬顿氧化有机物，去除部分COD，导致最终产水条件较适宜微生物生存。
权利要求书
1.一种磷酸铁锂废水的处理方法，是根据废水成分特性及特定的组分含量状态，调节PH至6-7，采用电絮凝-电芬顿-电絮凝的前置工艺去除水中金属元素，降低SS、降低COD，然后经过生化反应，进一步降低COD并生成沼气、将硝态氮转为氮气、氨氮转化为硝态氮并将硝化液回流，然后进入二沉池完成泥水分离，调节PH至8-9，去除铁、锰等金属离子，最后经过沉淀、超滤和RO系统，产出淡水回车间重新利用。
2.如权利要求1所述的磷酸铁锂废水的处理方法，具体包括以下步骤：1）磷酸铁锂生产废水经泵提升至调节池，调节PH至6-7；2）将废水通入一级电解槽，添加絮凝剂，通过电流作用，使得电解槽铁板中的铁元素进入到废水中，生成氢氧化铁、氢氧化亚铁，使得废水中SS沉淀下来；3）一级电解槽的产水通入一级压滤机去除沉淀，通入二级电解槽，添加h2o2,在电流作用下，产生自由基，通过电芬顿的超强氧化还原的作用下，去除COD；4）二级电解槽的产水通过二级压滤机去除沉淀，通入三级电解槽，添加絮凝剂，在电絮凝的作用下，使得废水中SS沉淀下来，通入三级压滤机中过滤，沉淀中富含磷、氮元素，烘干后作为复合肥出售；5）通入生化反应装置，进行厌氧-缺氧-好氧生化反应，降低SS含量，去除COD、氨氮；6）生化反应装置产水进入二沉池，通过自然沉降、投加絮凝剂，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理段；7）二沉池产水经泵提升至混合反应池，加氨调节PH至8-9，将铁、锰等重金属元素作为氢氧化物沉淀下来；8）混合反应池出水进入超滤处理装置，去除水体中微小悬浮物，然后进入RO系统；经过RO系统提浓浓缩的浓缩液电导达到130000-150000μs/cm，进入MVR机械蒸发可产出工业优等品硫酸铵及工业合格品磷酸二氢铵，RO系统所产生的纯水循环利用。
3.如权利要求2所述的磷酸铁锂废水的处理方法，其特征在于：所述步骤3）中：电芬顿反应停留时间不超过1小时。
4.如权利要求2所述的磷酸铁锂废水的处理方法，其特征在于：所述步骤5）中生化反应过程为：51）通入一级UASB厌氧生化反应装置，通过厌氧微生物的厌氧发酵作用，降低COD，生成沼气，并收集出售；52）一级UASB厌氧生化反应装置的产水若果COD仍较高，则进入二级UASB厌氧生化反应装置，进一步进行厌氧发酵，降低COD，如果COD较低则进入缺氧生化装置；53）二级UASB厌氧生化反应装置的产水进入缺氧生化装置，在溶解氧较低的情况下，进行反硝化作用，去除水中的硝态氮，并进一步去除COD；54）缺氧生化装置产水进入到好氧生化反应装置，在曝气的条件下，硝化细菌在溶解氧充足的条件下，将水中氨氮转化为硝态氮,并进一步降低COD，同时将硝化液回流进入缺氧生化装置。
5.一种磷酸铁锂废水的处理系统，其特征在于：所述处理系统包括：调节池，用于调节未处理磷酸铁锂废水的pH值；电解槽，与调节池的出口相连，具有三级，包括依次设置的一级电絮凝电解槽、二级电芬顿电解、三级电絮凝电解槽；压滤机，与电解槽的出口相连，具有与电解槽相匹配的三级，包括一级板框压滤机，进口与一级电絮凝电解槽出口相连，出口与二级电芬顿电解进口相连；二级板框压滤机，进口与二级电芬顿电解槽的出口相连，出口与三级电絮凝电解槽进口相连；三级板框压滤机，与三级电絮凝电解槽的出口相连；生化反应装置，进出口分别连接三级板框压滤机和二沉池；二沉池，与生化反应装置的好氧生化反应装置产水出口相连；混合反应池，与二沉池出口相连；超滤系统，与混合反应池出口相连，包括依次连接的沙滤-超滤处理装置、RO系统和MVR机械蒸发装置。
6.如权利要求5所述的磷酸铁锂废水的处理系统，其特征在于：所述生化反应装置包括依次连接的厌氧生化反应装置、缺氧生化反应装置、好氧生化反应装置；所述厌氧反应装置与所述三级板框压滤机的出口相连，具有串联的两级UASB厌氧生化反应装置；所述好氧生化反应装置包括产水出口和硝化回流出口；所述硝化回流出口连接所述缺氧生化反应装置。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题,而提供一种环保高效且能够实现废水零排放的处置的磷酸铁锂废水的处理方法及系统。。
本发明是通过以下技术方案实现的：上述的磷酸铁锂废水的处理方法，是根据废水成分特性及特定的组分含量状态，调节PH至6-7，采用电絮凝-电芬顿-电絮凝的前置工艺去除水中金属元素，降低SS、降低COD，然后经过生化反应，进一步降低COD并生成沼气、将硝态氮转为氮气、氨氮转化为硝态氮并将硝化液回流，然后进入二沉池完成泥水分离，调节PH至8-9，去除铁、锰等金属离子，最后经过沉淀、超滤和RO系统，产出淡水回车间重新利用。
所述的磷酸铁锂废水的处理方法，具体包括以下步骤：1）磷酸铁锂生产废水经泵提升至调节池，调节PH至6-7；2）将废水通入一级电解槽，添加絮凝剂，通过电流作用，使得电解槽铁板中的铁元素进入到废水中，生成氢氧化铁、氢氧化亚铁，使得废水中SS沉淀下来；3）一级电解槽的产水通入一级压滤机去除沉淀，通入二级电解槽，添加h2o2,在电流作用下，产生自由基，通过电芬顿的超强氧化还原的作用下，去除COD；4）二级电解槽的产水通过二级压滤机去除沉淀，通入三级电解槽，添加絮凝剂，在电絮凝的作用下，使得废水中SS沉淀下来，通入三级压滤机中过滤，沉淀中富含磷、氮元素，烘干后作为复合肥出售；5）通入生化反应装置，进行厌氧-缺氧-好氧生化反应，降低SS含量，去除COD、氨氮；6）生化反应装置产水进入二沉池，通过自然沉降、投加絮凝剂，使混合液澄清、污泥浓缩并将分离的污泥回流到生物处理段；7）二沉池产水经泵提升至混合反应池，加氨调节PH至8-9，将铁、锰等重金属元素作为氢氧化物沉淀下来；8）混合反应池出水进入超滤处理装置，去除水体中微小悬浮物，然后进入RO系统；经过RO系统提浓浓缩的浓缩液达到130000-150000μs/cm，进入MVR机械蒸发可产出工业优等品硫酸铵及工业合格品磷酸二氢铵，RO系统所产生的纯水循环利用。
所述的磷酸铁锂废水的处理方法，其中：所述步骤3）中电芬顿反应停留时间不超过1小时。
所述的磷酸铁锂废水的处理方法，其中：所述步骤5）中生化反应过程为：51）通入一级UASB厌氧生化反应装置，通过厌氧微生物的厌氧发酵作用，降低COD，生成沼气，并收集出售；52）一级UASB厌氧生化反应装置的产水若果COD仍较高，则进入二级UASB厌氧生化反应装置，进一步进行厌氧发酵，降低COD，如果COD较低则进入缺氧生化装置；53）二级UASB厌氧生化反应装置的产水进入缺氧生化装置，在溶解氧较低的情况下，进行反硝化作用，去除水中的硝态氮，并进一步去除COD；54）缺氧生化装置产水进入到好氧生化反应装置，在曝气的条件下，硝化细菌在溶解氧充足的条件下，将水中氨氮转化为硝态氮,并进一步降低COD。同时将硝化液回流进入缺氧生化装置。
上述的磷酸铁锂废水的处理系统，所述处理系统包括：调节池，用于调节未处理磷酸铁锂废水的pH值；电解槽，与调节池的出口相连，具有三级，包括依次设置的一级电絮凝电解槽、二级电芬顿电解、三级电絮凝电解槽；压滤机，与电解槽的出口相连，具有与电解槽相匹配的三级，包括一级板框压滤机，进口与一级电絮凝电解槽出口相连，出口与二级电芬顿电解进口相连；二级板框压滤机，进口与二级电芬顿电解槽的出口相连，出口与三级电絮凝电解槽进口相连；三级板框压滤机，与三级电絮凝电解槽的出口相连；生化反应装置，进出口分别连接三级板框压滤机和二沉池；二沉池，与生化反应装置的好氧生化反应装置产水出口相连；混合反应池，与二沉池出口相连；超滤系统，与混合反应池出口相连，包括依次连接的沙滤-超滤处理装置、RO系统和MVR机械蒸发装置。
所述的磷酸铁锂废水的处理系统，其中：所述生化反应装置包括依次连接的厌氧生化反应装置、缺氧生化反应装置、好氧生化反应装置；所述厌氧反应装置与所述三级板框压滤机的出口相连，具有串联的两级UASB厌氧生化反应装置；所述好氧生化反应装置包括产水出口和硝化回流出口；所述硝化回流出口连接所述缺氧生化反应装置。
有益效果：
（1）由于磷酸铁锂废水的特殊性，其含有大量包括铁、锂、锰在内的金属元素，且葡萄糖含量较高，导致微生物难以生存，使用传统生化处理氨氮、COD的方法，会导致微生物大量死亡，生化处理较差。本发明使用了电絮凝-电芬顿-电絮凝的前置工艺，通过电絮凝沉降去除水中的金属元素，通过一级电解后，锂含量由700ppm降低到20ppm，同时锰含量由20ppm降低到2ppm，铁含量由1500ppm降低到23ppm。同时通过电芬顿氧化有机物，去除部分COD，导致最终产水条件较适宜微生物生存。
（2）已有的传统化学芬顿处理手段，其在常温常压下，反应难以即时和充分，电芬顿工艺无需配制硫酸亚铁溶液，节约水资源，节省药剂成本；通过控制电压或电流来控制溶液中亚铁离子浓度，操作简单，更容易自动化；处理效率更高，传统芬顿停留时间一般控制在2小时，电芬顿中极板附近亚铁离子高度富集，所以它有比传统芬顿更高的反应推动力，本发明反应停留时间在0.8-1小时，极大提升了处理效率。
（发明人：李静;魏福标;张正宇;吴创）