公布日：2023.11.28
申请日：2023.08.10
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种磷石膏废水资源回收利用系统及方法，按照处理顺序包括预处理系统和纳滤分离浓缩系统，所述预处理系统包括依次连接的调节池、沉淀池、清水池、多介质过滤器和超滤装置，所述沉淀池还连接有污泥处理装置，所述污泥处理装置与调节池配合使用，所述纳滤分离浓缩系统包括依次连接的第一纳滤装置、反渗透装置、调节pH装置和第二纳滤装置；所述第二纳滤装置连接有纳滤产水侧反渗透装置和纳滤浓水侧反渗透装置。本发明以环保和化工技术相结合的工艺路线，且能够将废水中的磷分离出来，使得废水中的磷能够回用到磷酸生产过程中，以废变宝的方法，从而有效地提高了矿物质资源的回收利用率。
权利要求书
1.一种磷石膏废水资源回收利用系统，其特征在于，按照处理顺序包括预处理系统和纳滤分离浓缩系统，所述预处理系统包括依次连接的调节池、沉淀池、清水池、多介质过滤器和超滤装置，所述沉淀池还连接有污泥处理装置，所述污泥处理装置与调节池配合使用，所述纳滤分离浓缩系统包括依次连接的第一纳滤装置、反渗透装置、调节pH装置和第二纳滤装置。
2.根据权利要求1所述的一种磷石膏废水资源回收利用系统，其特征在于：所述第二纳滤装置连接有纳滤产水侧反渗透装置和纳滤浓水侧反渗透装置。
3.根据权利要求2所述的一种磷石膏废水资源回收利用系统，其特征在于：所述第一纳滤装置和第二纳滤装置的脱盐率为98％-99.2％。
4.根据权利要求1-3所述的本发明还包括一种磷石膏废水资源回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：磷石膏废水预处理：经过调节池、沉淀池、清水池、多介质过滤器、超滤装置和污泥处理系统，去除废水中大量的悬浮物、浊度、有机物杂质，使得超滤的产水能够满足后续纳滤分离浓缩段进水水质要求；步骤二：纳滤分离浓缩处理：在步骤一中需要调节废水的pH，使得5超滤装置的产水进入第一纳滤装置时，第一纳滤装置的进水pH控制在3-4之间，废水通过第一纳滤装置后，包含Ca2+、Mg2+、SO42-在内的二价及高价离子被截留至第一纳滤装置浓水侧，浓水最终送去渣场，而废水中H2PO4-、F-一价离子透过纳滤膜，进入到第一纳滤装置的产水侧，第一纳滤装置的产水不调整pH，进入到后续反渗透装置中，反渗透装置低pH运行，且对第一纳滤装置的产水进行高倍浓缩，使得反渗透装置浓水侧富集大量的H2PO4-、F-一价离子，随后，反渗透装置浓水进入调节pH装置，通过调节反渗透装置浓水pH，将pH调节至9-10左右，随着pH上升，原先反渗透装置浓水中大量的H2PO4-即会分离电离生成H2PO4-、PO43等二价及高价离子，所以调节pH装置的出水进入第二纳滤装置，利用纳滤膜具有离子选择性，能透过一价离子，截留二价及高价离子，所以废水通过第二纳滤装置后，会得到包含H2PO4-、PO43等二价及高价离子的纳滤浓水侧溶液，纳滤浓水侧溶液经过纳滤浓水侧反渗透装置进行高倍浓缩，得到富集大量H2PO4-、PO43等二价及高价离子的反渗透浓水，随机送至磷酸生产主工艺段2中进行磷的回收利用，而分离包含F-一价离子在内的第二纳滤装置产水侧，进入纳滤产水侧反渗透装置进行高倍浓缩，得到富集大量F-一价离子的反渗透浓水送至渣场。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种磷石膏废水资源回收利用系统及方法，以解决背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磷石膏废水资源回收利用系统，按照处理顺序包括预处理系统和纳滤分离浓缩系统，所述预处理系统包括依次连接的调节池、沉淀池、清水池、多介质过滤器和超滤装置，所述沉淀池还连接有污泥处理装置，所述污泥处理装置与调节池配合使用，所述纳滤分离浓缩系统包括依次连接的第一纳滤装置、反渗透装置、调节pH装置和第二纳滤装置。
优选的是，所述第二纳滤装置连接有纳滤产水侧反渗透装置和纳滤浓水侧反渗透装置。
在进一步中优选的是，所述第一纳滤装置和第二纳滤装置的脱盐率为98％-99.2％。
本发明还包括一种磷石膏废水资源回收利用方法，包括以下步骤：
步骤一：
磷石膏废水预处理：经过调节池、沉淀池、清水池、多介质过滤器、超滤装置和污泥处理系统，去除废水中大量的悬浮物、浊度、有机物等杂质，使得超滤的产水能够满足后续纳滤分离浓缩段进水水质要求；
步骤二：
纳滤分离浓缩处理：
在步骤一中需要调节废水的pH，使得5超滤装置的产水进入第一纳滤装置时，第一纳滤装置的进水pH控制在3-4之间，这样做的目的是使得水中Ca2+、Mg2+在酸性条件下不会在第一纳滤装置内结垢，低pH值废水在第一纳滤装置时，由于纳滤膜具有离子选择性，能透过一价离子，有效截留二价及高价离子，所以废水通过第一纳滤装置后，包含Ca2+、Mg2+、SO42-在内的二价及高价离子被截留至第一纳滤装置浓水侧，浓水最终送去渣场，而废水中H2PO4-、F-等一价离子等透过纳滤膜，进入到第一纳滤装置的产水侧，第一纳滤装置的产水不调整pH，进入到后续反渗透装置中，反渗透装置低pH运行，且对第一纳滤装置的产水进行高倍浓缩，使得反渗透装置浓水侧富集大量的H2PO4-、F-等一价离子，随后，反渗透装置浓水进入调节pH装置，通过调节反渗透装置浓水pH，将pH调节至9-10左右，随着pH上升，原先反渗透装置浓水中大量的H2PO4-即会分离电离生成H2PO4-、PO43-等二价及高价离子，所以调节pH装置的出水进入第二纳滤装置，利用纳滤膜具有离子选择性，能透过一价离子，有效截留二价及高价离子，所以废水通过第二纳滤装置后，会得到包含H2PO4-、PO43等二价及高价离子的纳滤浓水侧溶液，纳滤浓水侧溶液经过纳滤浓水侧反渗透装置进行高倍浓缩，得到富集大量H2PO4-、PO43等二价及高价离子的反渗透浓水，随机送至磷酸生产主工艺段2中进行磷的回收利用，而分离包含F-等一价离子在内的第二纳滤装置产水侧，进入纳滤产水侧反渗透装置进行高倍浓缩，得到富集大量F-等一价离子的反渗透浓水送至渣场。
与现有技术相比，本发明提供了一种磷石膏废水资源回收利用系统及方法，具备以下有益效果：
本发明针对磷石膏废水中H2PO4-、F-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子含量高的问题，提供一种以磷石膏废水为主原料，以环保和化工技术相结合的工艺路线，且能够将废水中的磷分离出来，使得废水中的磷能够回用到磷酸生产过程中，以废变宝的方法，从而有效地提高了矿物质资源的回收利用率，为磷化工企业处理磷石膏废水提供了新的方向。
（发明人：曾磊;李涛;曾鑫;张烜荣;徐龙涛）