1.本發(fā)明涉及的是鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法，屬于工業(yè)廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.磷酸鐵是鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的理想前驅(qū)體。目前，磷酸鐵的生產(chǎn)工藝路徑主要有兩條。其一是銨法磷酸鐵生產(chǎn)工藝，先利用硫酸亞鐵加雙氧水將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，再與磷酸反應(yīng)，同時(shí)通過投加磷酸氫二銨或氨水來控制反應(yīng)的ph值，合成磷酸鐵，產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水中除了少量的重金屬外，主要為銨離子、磷酸根離子、硫酸根離子。其二是鈉法磷酸鐵生產(chǎn)工藝，也是先利用硫酸亞鐵加雙氧水將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，再與磷酸反應(yīng)，不同的是通過投加氫氧化鈉來控制反應(yīng)的ph值，合成磷酸鐵，此時(shí)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水中除了少量的重金屬外，主要為鈉離子、磷酸根離子、硫酸根離子。

3.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)廢水按生產(chǎn)工序與廢水水質(zhì)可以分為三種。第一種為氧化母液，主要含有高濃度硫酸鈉、少量重金屬離子與磷酸鈉，是一種含磷高鹽廢水，污染嚴(yán)重。第二種為老化母液，主要含有稀磷酸、少量重金屬離子與硫酸鈉，是一種寶貴的磷酸資源。第三種為洗水，主要含有少量重金屬離子、磷酸鈉與硫酸鈉，是一種含磷、含重金屬的含鹽廢水。本發(fā)明主要針對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的洗水發(fā)明一種鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明提出的是一種鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法，其目的旨在針對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水含有少量重金屬離子、磷酸鈉與硫酸鈉，其典型洗水成分為：po

43

?

(磷酸根)350～650mg/l、na

+

(鈉離子)1290～2400mg/l、so

42

?

(硫酸根)2370～4400mg/l、fe

3+

(鐵離子)10～30mg/l、mg

2+

(鎂離子)30～70mg/l、mn

2+

(錳離子)5～15mg/l、ca

2+

(鈣離子)3～7mg/l、si(硅)3～7mg/l、ss(懸浮物)5～15mg/l、tds(溶解總固體)4060～7580mg/l、ph 2.0～3.5。鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物，將預(yù)處理出水的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)將預(yù)處理出水中的tds濃度從4000～8000mg/l濃縮到120～180g/l，同時(shí)得到tds濃度≤0.2mg/l的純水，回用至鈉法磷酸鐵生產(chǎn)工序；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出99％的元明粉(無水硫酸鈉)。

5.這里，預(yù)處理系統(tǒng)中的浸沒式超濾膜采用pvdf(聚偏氟乙烯)材質(zhì)，耐酸堿、壽命長(zhǎng)，膜孔徑≤50nm，過濾精度高，效果好；膜濃縮系統(tǒng)中的超高壓反滲透裝置采用120kg級(jí)的超高壓復(fù)合膜，超高壓反滲透濃水的tds可達(dá)到12～18％，減少了蒸發(fā)量，從而降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

6.本發(fā)明的技術(shù)解決方案：鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其結(jié)構(gòu)包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜濃縮凈化系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；其中洗水接至預(yù)處理系統(tǒng)的進(jìn)水口，預(yù)處理系統(tǒng)

的出泥口送出泥餅，預(yù)處理系統(tǒng)的出水口送出預(yù)處理系統(tǒng)出水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的1#進(jìn)水口；膜濃縮凈化系統(tǒng)的出水口送出純水，膜濃縮凈化系統(tǒng)的濃水出口送出回流濃水至預(yù)處理系統(tǒng)的回流水進(jìn)口，膜濃縮凈化系統(tǒng)的出液口送出膜濃縮凈化系統(tǒng)出液至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)液口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的出水口送出冷凝水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的2#進(jìn)水口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的出鹽口送出元明粉；鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理出水中的硫酸鈉進(jìn)行濃縮，并凈化出純水回用；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出元明粉；實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

7.本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法，是針對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水含有少量重金屬離子、磷酸鈉與硫酸鈉的特點(diǎn)，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物，將預(yù)處理出水的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)將預(yù)處理出水中的tds濃度從4000～8000mg/l濃縮到120～180g/l，同時(shí)得到tds濃度≤0.2mg/l的純水，回用至鈉法磷酸鐵生產(chǎn)工序；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出99％的元明粉；從而實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

附圖說明

8.附圖1鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

9.附圖中ww表示洗水，sc表示泥餅，pw表示純水，ssdh表示元明粉，clw表示冷凝水，bcw表示回流濃水，pto表示預(yù)處理系統(tǒng)出水，mso表示膜濃縮凈化系統(tǒng)出水，pts表示預(yù)處理系統(tǒng)，mcps表示膜濃縮凈化系統(tǒng)，mvrs表示蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

10.附圖2鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置的預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

11.附圖中pts表示預(yù)處理系統(tǒng)，ww表示洗水，sc表示泥餅，bcw表示回流濃水，pto表示預(yù)處理系統(tǒng)出水，wwt表示洗水箱，rt1表示一級(jí)反應(yīng)池，st1表示一級(jí)沉淀池，rt2表示二級(jí)反應(yīng)池，st2表示二級(jí)沉淀池，suf表示浸沒式超濾裝置，mt表示中間水箱，wacb表示弱酸樹脂交換床，d

11

表示氫氧化鈉與除磷劑投加裝置，d

12

表示氫氧化鈉投加裝置，d

13

表示硫酸投加裝置，d

14

表示樹脂再生加藥裝置，sct表示污泥濃縮池，pf表示壓濾機(jī)，flt表示壓濾液池，p

11

表示提升泵，p

12

表示抽吸泵，p

13

表示增壓泵，p

14

表示反洗泵，p

15

表示污泥泵，p

16

表示壓濾液回流泵，b表示反洗風(fēng)機(jī)。

12.附圖3鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置的膜濃縮凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

13.附圖中mcps表示膜濃縮凈化系統(tǒng)，pto表示預(yù)處理系統(tǒng)出水，clw表示冷凝水，bcw表示回流濃水，pw表示純水，mso表示膜濃縮凈化系統(tǒng)出水，d

21

表示一級(jí)阻垢劑投加裝置，d

22

表示濃水阻垢劑投加裝置，saf1表示一級(jí)保安過濾器，ro1表示一級(jí)反滲透裝置，cwt1表示一級(jí)反滲透濃水箱，safc表示濃水保安過濾器，uhpro表示超高壓反滲透裝置，cwt2表示超高壓反滲透濃水箱，pwt1表示一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱，saf2表示二級(jí)保安過濾器，ro2表示二級(jí)反滲透裝置，pwt2表示二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱，saf3表示三級(jí)保安過濾器，edi表示電去離子裝置，pwt3表示純水箱，p

21

表示一級(jí)高壓泵，p

22

表示濃水增壓泵，p

23

表示高壓柱塞泵，p

24

表示供液泵，p

25

表示二級(jí)增壓泵，p

26

表示二級(jí)高壓泵，p

27

表示三級(jí)增壓泵，p

28

表示純水輸送泵。

14.附圖4鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

15.附圖中mvrs表示蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，mso表示膜濃縮系統(tǒng)出水，clw表示冷凝水，ssdh表

示元明粉，phe表示預(yù)熱器，che1表示1#換熱器，eve表示蒸發(fā)器，che2表示2#換熱器，cse表示結(jié)晶分離器，clwt表示冷凝水箱，spe表示蒸汽壓縮機(jī)，ce表示稠厚器，cfe表示離心分離機(jī)，cmlt表示離心母液罐，p

31

表示輸送泵，p

32

表示出料泵，p

33

表示1#循環(huán)泵，p

34

表示2#循環(huán)泵，p

35

表示冷凝水泵，p

36

表示母液泵。

16.附圖5鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理實(shí)施例的工藝流程圖。

17.附圖6鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理實(shí)施例的水質(zhì)水量平衡圖。

具體實(shí)施方式

18.對(duì)照附圖1，鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其結(jié)構(gòu)包括預(yù)處理系統(tǒng)pts、膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)mvrs；其中洗水ww接至預(yù)處理系統(tǒng)pts的進(jìn)水口，預(yù)處理系統(tǒng)pts的出泥口送出泥餅sc，預(yù)處理系統(tǒng)pts的出水口送出預(yù)處理系統(tǒng)出水pto至膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps的1#進(jìn)水口；膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps的出水口送出純水pw，膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps的濃水出口送出回流濃水bcw至預(yù)處理系統(tǒng)pts的回流水進(jìn)口，膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps的出液口送出膜濃縮凈化系統(tǒng)出液mso至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)mvrs的進(jìn)液口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)mvrs的出水口送出冷凝水clw至膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps的2#進(jìn)水口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)mvrs的出鹽口送出元明粉ssdh；鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理出水中的硫酸鈉進(jìn)行濃縮，并凈化出純水回用；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出元明粉；實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

19.對(duì)照附圖2，預(yù)處理系統(tǒng)pts，其結(jié)構(gòu)包括洗水箱wwt、一級(jí)反應(yīng)池rt1、一級(jí)沉淀池st1、二級(jí)反應(yīng)池rt2、二級(jí)沉淀池st2、浸沒式超濾裝置suf、中間水箱mt、弱酸樹脂交換床wacb、氫氧化鈉與除磷劑投加裝置d

11

、氫氧化鈉投加裝置d

12

、硫酸投加裝置d

13

、樹脂再生加藥裝置d

14

、污泥濃縮池sct、壓濾機(jī)pf、壓濾液池flt、提升泵p

11

、抽吸泵p

12

、增壓泵p

13

、反洗泵p

14

、污泥泵p

15

、壓濾液回流泵p

16

、反洗風(fēng)機(jī)b；其中洗水ww接至洗水箱wwt的進(jìn)水口，洗水箱wwt的出水口通過提升泵p

11

與一級(jí)反應(yīng)池rt1的進(jìn)水口相接，氫氧化鈉與除磷劑投加裝置d

11

的出藥口接至一級(jí)反應(yīng)池rt1的進(jìn)藥口，一級(jí)反應(yīng)池rt1的出水口接至一級(jí)沉淀池st1的進(jìn)水口，一級(jí)沉淀池st1的出水口接至二級(jí)反應(yīng)池rt2的進(jìn)水口，氫氧化鈉投加裝置d

12

的出藥口接至二級(jí)反應(yīng)池rt2的進(jìn)藥口，二級(jí)反應(yīng)池rt2的出水口接至二級(jí)沉淀池st2的進(jìn)水口，二級(jí)沉淀池st2的出水口接至浸沒式超濾裝置suf的進(jìn)水口，硫酸投加裝置d

13

的出藥口也接至浸沒式超濾裝置suf的進(jìn)水口，浸沒式超濾裝置suf的出水口通過抽吸泵p

12

與中間水箱mt的1#進(jìn)水口，回流濃水bcw接至中間水箱mt的2#進(jìn)水口，中間水箱mt的1#出水口通過反洗泵p

14

與浸沒式超濾裝置suf的反洗水進(jìn)水口相接，反洗風(fēng)機(jī)b的出風(fēng)口接至浸沒式超濾裝置suf的反洗進(jìn)風(fēng)口；浸沒式超濾裝置suf的反洗排水口、一級(jí)沉淀池st1與二級(jí)沉淀池st2的排呢口都接至污泥濃縮池sct的進(jìn)泥口，污泥濃縮池sct的出泥口通過污泥泵p

15

與壓濾機(jī)pf的進(jìn)泥口相接，壓濾機(jī)pf的排泥口送出泥餅sc，壓濾機(jī)pf的壓濾液出口接至壓濾液池flt的1#進(jìn)水口，壓濾液池flt的出水口通過壓濾液回流泵p

16

與洗水箱wwt的回流水進(jìn)口相接；中間水箱mt的2#出水口通過增壓泵p

13

與弱酸樹脂交換床wacb的進(jìn)水口相接，樹脂再生加藥裝置d

14

的出藥口接至弱酸樹脂交換床wacb的再生進(jìn)藥口，弱酸樹脂交換床wacb的再生排水口接至壓濾液池flt的2#進(jìn)水口，弱酸樹脂交換床wacb的出水口送出預(yù)處理系統(tǒng)出水pto；通過

預(yù)處理系統(tǒng)，具體是先通過投加30％氫氧化鈉與10％的除磷劑在一級(jí)反應(yīng)池，將洗水的ph值從2.0～3.5調(diào)節(jié)到5.0～6.0，利用一級(jí)沉淀池除去磷酸根離子，再通過投加30％的氫氧化鈉在二級(jí)反應(yīng)池，將ph值調(diào)節(jié)到8.0～9.5，利用二級(jí)沉淀池除去重金屬離子，通過投加50％的硫酸將ph值回調(diào)到6.5～7.5，經(jīng)過膜孔徑≤50nm的浸沒式超濾過濾，有效濾除廢液中剩余的細(xì)小磷酸鐵與金屬氫氧化物晶體與懸浮物，將預(yù)處理出液的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；浸沒式超濾裝置每30～90分鐘自動(dòng)進(jìn)行一次30～90秒的氣水聯(lián)合反洗，以維持浸沒式超濾的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；沉淀污泥與反洗排水壓濾出泥餅外運(yùn)處置。

20.對(duì)照附圖3，膜濃縮凈化系統(tǒng)mcps，其結(jié)構(gòu)包括一級(jí)阻垢劑投加裝置d

21

、濃水阻垢劑投加裝置d

22

、一級(jí)保安過濾器saf1、一級(jí)反滲透裝置ro1、一級(jí)反滲透濃水箱cwt1、濃水保安過濾器saf

c

、超高壓反滲透裝置uhpro、超高壓反滲透濃水箱cwt2、一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt1、二級(jí)保安過濾器saf2、二級(jí)反滲透裝置ro2、二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt2、三級(jí)保安過濾器saf3、電去離子裝置edi、純水箱pwt3、一級(jí)高壓泵p

21

、濃水增壓泵p

22

、高壓柱塞泵p

23

、供液泵p

24

、二級(jí)增壓泵p

25

、二級(jí)高壓泵p

26

、三級(jí)增壓泵p

27

、純水輸送泵p

28

；其中預(yù)處理系統(tǒng)出水pto接至一級(jí)保安過濾器saf1的進(jìn)水口，一級(jí)阻垢劑投加裝置d

21

的出藥口也接至一級(jí)保安過濾器saf1的進(jìn)水口，一級(jí)保安過濾器saf1的出水口通過一級(jí)高壓泵p

21

與一級(jí)反滲透裝置ro1的進(jìn)水口相接，一級(jí)反滲透裝置ro1的濃水出口接至一級(jí)反滲透濃水箱cwt1的進(jìn)水口，一級(jí)反滲透濃水箱cwt1的出水口通過濃水增壓泵p

22

與濃水保安過濾器saf

c

的進(jìn)水口相接，濃水阻垢劑投加裝置d

22

的出藥口也接至濃水保安過濾器saf

c

的進(jìn)水口，濃水保安過濾器saf

c

的出水口通過高壓柱塞泵p

23

與超高壓反滲透裝置uhpro的進(jìn)水口相接，超高壓反滲透裝置uhpro的濃水出口接至超高壓反滲透濃水箱cwt2的進(jìn)水口，超高壓反滲透濃水箱cwt2的出水口通過供液泵p

24

送出膜濃縮凈化系統(tǒng)出水mso；一級(jí)反滲透裝置ro1的產(chǎn)水出口與超高壓反滲透裝置uhpro的產(chǎn)水出口接至一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt1的1#進(jìn)水口，冷凝水clw接至一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt1的2#進(jìn)水口，一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt1的出水口通過二級(jí)增壓泵p

25

與二級(jí)保安過濾器saf2的進(jìn)水口相接，二級(jí)保安過濾器saf2的出水口通過二級(jí)高壓泵p

26

與二級(jí)反滲透裝置ro2的進(jìn)水口相接，二級(jí)反滲透裝置ro2的產(chǎn)水出口接至二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt2的進(jìn)水口，二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱pwt2的出水口通過三級(jí)增壓泵p

27

與三級(jí)保安過濾器saf3的進(jìn)水口相接，三級(jí)保安過濾器saf3的出水口接至電去離子裝置edi的進(jìn)水口，電去離子裝置edi的純水出口接至純水箱pwt3的進(jìn)水口，純水箱pwt3的出水口通過純水輸送泵p

28

送出純水pw；二級(jí)反滲透裝置ro2的濃水出口與電去離子裝置edi的濃水出口送出回流濃水bcw；通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，具體是針對(duì)tds濃度為4000～8000mg/l的預(yù)處理出水，利用一級(jí)反滲透的6～8倍與超高壓反滲透2～4倍的兩級(jí)濃縮，將其濃水的tds濃度濃縮到120～180g/l，硫酸鈉濃度為12～18％；同時(shí)利用一級(jí)反滲透98％以上的脫鹽率、二級(jí)反滲透90％以上的脫鹽率與電去離子裝置90％以上的脫鹽率構(gòu)成的三級(jí)凈化，產(chǎn)出tds濃度≤0.2mg/l的純水。

21.對(duì)照附圖4，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)mvrs，其結(jié)構(gòu)包括預(yù)熱器phe、1#換熱器che1、蒸發(fā)器eve、2#換熱器che2、結(jié)晶分離器cse、冷凝水箱clwt、蒸汽壓縮機(jī)spe、稠厚器ce、離心分離機(jī)cfe、離心母液罐cmlt、輸送泵p

31

、出料泵p

32

、1#循環(huán)泵p

33

、2#循環(huán)泵p

34

、冷凝水泵p

35

、母液泵p

36

；其中膜濃縮系統(tǒng)出水mso接至預(yù)熱器phe的進(jìn)液口，預(yù)熱器phe的出液口接至1#換熱器che1的進(jìn)液口，1#換熱器che1的出液口接至蒸發(fā)器eve的進(jìn)液口，蒸發(fā)器eve的循環(huán)液出口通過1#循環(huán)泵p

33

與1#換熱器che1的循環(huán)液進(jìn)口相接，蒸發(fā)器eve的出液口通過輸送泵p

31

與2#

換熱器che2的進(jìn)液口相接，2#換熱器che2的出液口接至結(jié)晶分離器cse的進(jìn)液口，結(jié)晶分離器cse的循環(huán)液出口通過2#循環(huán)泵p

34

與2#換熱器che2的循環(huán)液進(jìn)口相接；蒸發(fā)器eve的蒸汽出口與結(jié)晶分離器cse的蒸汽出口接至蒸汽壓縮機(jī)spe的蒸汽進(jìn)口，蒸汽壓縮機(jī)spe的高壓蒸汽出口接至1#換熱器che1的蒸汽進(jìn)口與2#換熱器che2的蒸汽進(jìn)口；1#換熱器che1的冷凝水出口與2#換熱器che2的冷凝水出口接至冷凝水箱clwt的進(jìn)水口，冷凝水箱clwt的出水口通過冷凝水泵p

35

與預(yù)熱器phe的熱水進(jìn)口相接，預(yù)熱器phe的熱水出口送出冷凝水clw；結(jié)晶分離器cse的出料口通過出料泵p

32

與稠厚器ce的進(jìn)料口相接，稠厚器ce的出料口接至離心分離機(jī)cfe的進(jìn)料口，離心分離機(jī)cfe的出鹽口送出元明粉ssdh；離心分離機(jī)cfe的濾液出口接至離心母液罐cmlt的進(jìn)液口，離心母液罐cmlt的出液口通過母液泵p

36

也接至2#換熱器che2的循環(huán)液進(jìn)口；通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，具體是針對(duì)膜濃縮液中的濃度為12～18％的硫酸鈉，利用蒸汽壓縮機(jī)將二次蒸汽壓縮在90～100℃，先通過強(qiáng)制循環(huán)換熱蒸發(fā)濃縮，再通過強(qiáng)制循環(huán)換熱結(jié)晶分離出99％的元明粉，冷凝水對(duì)進(jìn)液進(jìn)行預(yù)熱后送回膜濃縮凈化系統(tǒng)再進(jìn)行深度凈化，最終實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

22.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理方法，包括如下步驟：

23.1)通過預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的洗水進(jìn)行反應(yīng)、沉淀、過濾，去除氧化母液中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物；

24.2)通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，將預(yù)處理出水的tds濃縮到120～180g/l的濃水，同時(shí)產(chǎn)出tds≤0.2mg/l的純水。

25.3)通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，將膜濃縮液中的硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶出99％的元明粉，最終實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

26.所述步驟1)通過預(yù)處理系統(tǒng)，具體是先通過投加30％氫氧化鈉與10％的除磷劑在一級(jí)反應(yīng)池，將洗水的ph值從2.0～3.5調(diào)節(jié)到5.0～6.0，利用一級(jí)沉淀池除去磷酸根離子，再通過投加30％的氫氧化鈉在二級(jí)反應(yīng)池，將ph值調(diào)節(jié)到8.0～9.5，利用二級(jí)沉淀池除去重金屬離子，通過投加50％的硫酸將ph值回調(diào)到6.5～7.5，經(jīng)過膜孔徑≤50nm的浸沒式超濾過濾，有效濾除廢液中剩余的細(xì)小磷酸鐵與金屬氫氧化物晶體與懸浮物，將預(yù)處理出液的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；浸沒式超濾裝置每30～90分鐘自動(dòng)進(jìn)行一次30～90秒的氣水聯(lián)合反洗，以維持浸沒式超濾的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；沉淀污泥與反洗排水壓濾出泥餅外運(yùn)處置。

27.所述步驟2)通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，具體是針對(duì)tds濃度為4000～8000mg/l的預(yù)處理出水，利用一級(jí)反滲透的6～8倍與超高壓反滲透2～4倍的兩級(jí)濃縮，將其濃水的tds濃度濃縮到120～180g/l，硫酸鈉濃度為12～18％；同時(shí)利用一級(jí)反滲透98％以上的脫鹽率、二級(jí)反滲透90％以上的脫鹽率與電去離子裝置90％以上的脫鹽率構(gòu)成的三級(jí)凈化，產(chǎn)出tds濃度≤0.2mg/l的純水。

28.所述步驟3)通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，具體是針對(duì)膜濃縮液中的濃度為12～18％的硫酸鈉，利用蒸汽壓縮機(jī)將二次蒸汽壓縮在90～100℃，先通過強(qiáng)制循環(huán)換熱蒸發(fā)濃縮，再通過強(qiáng)制循環(huán)換熱結(jié)晶分離出99％的元明粉，冷凝水對(duì)進(jìn)液進(jìn)行預(yù)熱后送回膜濃縮凈化系統(tǒng)再進(jìn)行深度凈化，最終實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

29.實(shí)施例

30.某集團(tuán)公司年產(chǎn)磷酸鐵5萬噸，磷酸鐵生產(chǎn)采用鈉法工藝，先利用硫酸亞鐵加雙氧

水將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，再與磷酸反應(yīng)，通過投加氫氧化鈉來控制反應(yīng)的ph值，合成磷酸鐵，通過磷酸進(jìn)行老化。在磷酸鐵的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生三類廢水，其一為含有大量硫酸鈉、少量重金屬離子與磷酸根離子的氧化母液，其二為含有大量稀磷酸、少量重金屬離子、懸浮物與硫酸鈉的老化母液，其三為大量的含有重金屬離子、磷酸根離子、硫酸鈉的低濃度洗水。本實(shí)施例專門針對(duì)洗水含有重金屬離子、磷酸根離子、硫酸鈉的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理系統(tǒng)，有效回收洗水中的元明粉與純水。

31.1.設(shè)計(jì)洗水成分與廢水量

32.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水的水質(zhì)如下(其中ph無單位)：

33.成分phna

+

so

42

?

po

43

?

fe

3+

mg

2+

濃度(mg/l)2.7185033805002550成分mn

2+

ca

2+

sitdsss 濃度(mg/l)1055582010 34.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水的廢水量為280t/h。

35.2.工藝流程

36.2.1工藝流程

37.工藝流程見附圖5鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理實(shí)施例的工藝流程圖。

38.2.2流程說明

39.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的洗水進(jìn)入洗水箱，經(jīng)過提升泵打入一級(jí)反應(yīng)池、一級(jí)沉淀池，通過投加30％氫氧化鈉與10％的除磷劑在一級(jí)反應(yīng)池，將洗水的ph值從2.7調(diào)節(jié)到5.5

±

0.2，利用一級(jí)沉淀池除去磷酸根離子，出液進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)沉淀池，再通過投加30％的氫氧化鈉在二級(jí)反應(yīng)池，將ph值調(diào)節(jié)到9.0

±

0.2，利用二級(jí)沉淀池除去重金屬離子，出水進(jìn)入浸沒式超濾池，通過投加50％的硫酸將ph值回調(diào)到7.0

±

0.2，經(jīng)過膜孔徑≤50nm的pvdf浸沒式超濾膜抽吸過濾，有效濾除廢水中剩余的細(xì)小磷酸鐵與金屬氫氧化物晶體與懸浮物，將預(yù)處理出水的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；浸沒式超濾裝置每60分鐘自動(dòng)進(jìn)行一次1分鐘的氣水聯(lián)合反洗，并于6個(gè)月手動(dòng)進(jìn)行一次化學(xué)清洗，以維持浸沒式超濾的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；浸沒式超濾反洗排液、一級(jí)沉淀池與二級(jí)沉淀池排泥進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)過污泥泵加壓打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，泥餅外運(yùn)處置，壓濾液經(jīng)過壓濾液箱、壓濾液回流泵送回洗水箱重新處理；浸沒式超濾出水進(jìn)入中間水箱，通過增壓泵打入一級(jí)保安過濾器，并通過投加阻垢劑保護(hù)反滲透膜，再經(jīng)一級(jí)高壓泵打入一級(jí)反滲透進(jìn)行一級(jí)濃縮與凈化，一級(jí)反滲透濃水依次經(jīng)過一級(jí)反滲透濃水箱、增壓泵濃水保安過濾器、高壓柱塞泵打入120kg級(jí)的超高壓反滲透膜組，將濃水中tds濃縮到15.2％，再經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶分離出99％的元明粉；一級(jí)反滲透產(chǎn)水與超高壓反滲透產(chǎn)水以及蒸發(fā)結(jié)晶冷凝水依次通過一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱、二級(jí)增壓泵、二級(jí)保安過濾器、二級(jí)高壓泵打入二級(jí)反滲透，進(jìn)行二級(jí)凈化，二級(jí)反滲透產(chǎn)水依次通過二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱、三級(jí)增壓泵、三級(jí)保安過濾器進(jìn)入電去離子裝置，進(jìn)行三級(jí)凈化，產(chǎn)出tds≤0.2mg/l的純水；二級(jí)反滲透濃水與電去離子濃水返回一級(jí)反滲透進(jìn)水重新處理。

40.3.水質(zhì)水量平衡

41.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水處理系統(tǒng)的水質(zhì)水量平衡見附圖6鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理實(shí)施例的水質(zhì)水量平衡圖。

42.4.系統(tǒng)主要設(shè)備

43.44.45.46.47.

技術(shù)特征：

1.鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其特征是包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜濃縮凈化系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；其中洗水接至預(yù)處理系統(tǒng)的進(jìn)水口，預(yù)處理系統(tǒng)的出泥口送出泥餅，預(yù)處理系統(tǒng)的出水口送出預(yù)處理系統(tǒng)出水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的1#進(jìn)水口；膜濃縮凈化系統(tǒng)的出水口送出純水，膜濃縮凈化系統(tǒng)的濃水出口送出回流濃水至預(yù)處理系統(tǒng)的回流水進(jìn)口，膜濃縮凈化系統(tǒng)的出液口送出膜濃縮凈化系統(tǒng)出液至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)液口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的出水口送出冷凝水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的2#進(jìn)水口，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的出鹽口送出元明粉；鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理出水中的硫酸鈉進(jìn)行濃縮，并凈化出純水回用；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出元明粉；實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其特征是所述的預(yù)處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括洗水箱、一級(jí)反應(yīng)池、一級(jí)沉淀池、二級(jí)反應(yīng)池、二級(jí)沉淀池、浸沒式超濾裝置、中間水箱、弱酸樹脂交換床、氫氧化鈉與除磷劑投加裝置、氫氧化鈉投加裝置、硫酸投加裝置、樹脂再生加藥裝置、污泥濃縮池、壓濾機(jī)、壓濾液池、提升泵、抽吸泵、增壓泵、反洗泵、污泥泵、壓濾液回流泵、反洗風(fēng)機(jī)；其中洗水接至洗水箱的進(jìn)水口，洗水箱的出水口通過提升泵與一級(jí)反應(yīng)池的進(jìn)水口相接，氫氧化鈉與除磷劑投加裝置的出藥口接至一級(jí)反應(yīng)池的進(jìn)藥口，一級(jí)反應(yīng)池的出水口接至一級(jí)沉淀池的進(jìn)水口，一級(jí)沉淀池的出水口接至二級(jí)反應(yīng)池的進(jìn)水口，氫氧化鈉投加裝置的出藥口接至二級(jí)反應(yīng)池的進(jìn)藥口，二級(jí)反應(yīng)池的出水口接至二級(jí)沉淀池的進(jìn)水口，二級(jí)沉淀池的出水口接至浸沒式超濾裝置的進(jìn)水口，硫酸投加裝置的出藥口也接至浸沒式超濾裝置的進(jìn)水口，浸沒式超濾裝置的出水口通過抽吸泵與中間水箱的1#進(jìn)水口，回流濃水接至中間水箱的2#進(jìn)水口，中間水箱的1#出水口通過反洗泵與浸沒式超濾裝置的反洗水進(jìn)水口相接，反洗風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口接至浸沒式超濾裝置的反洗進(jìn)風(fēng)口；浸沒式超濾裝置的反洗排水口、一級(jí)沉淀池與二級(jí)沉淀池的排呢口都接至污泥濃縮池的進(jìn)泥口，污泥濃縮池的出泥口通過污泥泵與壓濾機(jī)的進(jìn)泥口相接，壓濾機(jī)的排泥口送出泥餅，壓濾機(jī)的壓濾液出口接至壓濾液池的1#進(jìn)水口，壓濾液池的出水口通過壓濾液回流泵與洗水箱的回流水進(jìn)口相接；中間水箱的2#出水口通過增壓泵與弱酸樹脂交換床的進(jìn)水口相接，樹脂再生加藥裝置的出藥口接至弱酸樹脂交換床的再生進(jìn)藥口，弱酸樹脂交換床的再生排水口接至壓濾液池的2#進(jìn)水口，弱酸樹脂交換床的出水口送出預(yù)處理系統(tǒng)出水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其特征是所述的膜濃縮凈化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括一級(jí)阻垢劑投加裝置、濃水阻垢劑投加裝置、一級(jí)保安過濾器、一級(jí)反滲透裝置、一級(jí)反滲透濃水箱、濃水保安過濾器、超高壓反滲透裝置、超高壓反滲透濃水箱、一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱、二級(jí)保安過濾器、二級(jí)反滲透裝置、二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱、三級(jí)保安過濾器、電去離子裝置、純水箱、一級(jí)高壓泵、濃水增壓泵、高壓柱塞泵、供液泵、二級(jí)增壓泵、二級(jí)高壓泵、三級(jí)增壓泵、純水輸送泵；其中預(yù)處理系統(tǒng)出水接至一級(jí)保安過濾器的進(jìn)水口，一級(jí)阻垢劑投加裝置的出藥口也接至一級(jí)保安過濾器的進(jìn)水口，一級(jí)保安過濾器的出水口通過一級(jí)高壓泵與一級(jí)反滲透裝置的進(jìn)水口相接，一級(jí)反滲透裝置的濃水出口接至一級(jí)反滲透濃水箱的進(jìn)水口，一級(jí)反滲透濃水箱的出水口通過濃水增壓泵與濃水保安過濾器的進(jìn)水口相接，濃水阻垢劑投加裝置的出藥口也接至濃水保安過濾器的進(jìn)水口，濃水保

安過濾器的出水口通過高壓柱塞泵與超高壓反滲透裝置的進(jìn)水口相接，超高壓反滲透裝置的濃水出口接至超高壓反滲透濃水箱的進(jìn)水口，超高壓反滲透濃水箱的出水口通過供液泵送出膜濃縮凈化系統(tǒng)出水；一級(jí)反滲透裝置的產(chǎn)水出口與超高壓反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱的1#進(jìn)水口，冷凝水接至一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱的2#進(jìn)水口，一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱的出水口通過二級(jí)增壓泵與二級(jí)保安過濾器的進(jìn)水口相接，二級(jí)保安過濾器的出水口通過二級(jí)高壓泵與二級(jí)反滲透裝置的進(jìn)水口相接，二級(jí)反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱的進(jìn)水口，二級(jí)反滲透產(chǎn)水箱的出水口通過三級(jí)增壓泵與三級(jí)保安過濾器的進(jìn)水口相接，三級(jí)保安過濾器的出水口接至電去離子裝置的進(jìn)水口，電去離子裝置的純水出口接至純水箱的進(jìn)水口，純水箱的出水口通過純水輸送泵送出純水；二級(jí)反滲透裝置的濃水出口與電去離子裝置的濃水出口送出回流濃水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置，其特征是所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括預(yù)熱器、1#換熱器、蒸發(fā)器、2#換熱器、結(jié)晶分離器、冷凝水箱、蒸汽壓縮機(jī)、稠厚器、離心分離機(jī)、離心母液罐、輸送泵、出料泵、1#循環(huán)泵、2#循環(huán)泵、冷凝水泵、母液泵；其中膜濃縮系統(tǒng)出水接至預(yù)熱器的進(jìn)液口，預(yù)熱器的出液口接至1#換熱器的進(jìn)液口，1#換熱器的出液口接至蒸發(fā)器的進(jìn)液口，蒸發(fā)器的循環(huán)液出口通過1#循環(huán)泵與1#換熱器的循環(huán)液進(jìn)口相接，蒸發(fā)器的出液口通過輸送泵與2#換熱器的進(jìn)液口相接，2#換熱器的出液口接至結(jié)晶分離器的進(jìn)液口，結(jié)晶分離器的循環(huán)液出口通過2#循環(huán)泵與2#換熱器的循環(huán)液進(jìn)口相接；蒸發(fā)器的蒸汽出口與結(jié)晶分離器的蒸汽出口接至蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽進(jìn)口，蒸汽壓縮機(jī)的高壓蒸汽出口接至1#換熱器的蒸汽進(jìn)口與2#換熱器的蒸汽進(jìn)口；1#換熱器的冷凝水出口與2#換熱器的冷凝水出口接至冷凝水箱的進(jìn)水口，冷凝水箱的出水口通過冷凝水泵與預(yù)熱器的熱水進(jìn)口相接，預(yù)熱器的熱水出口送出冷凝水；結(jié)晶分離器的出料口通過出料泵與稠厚器的進(jìn)料口相接，稠厚器的出料口接至離心分離機(jī)的進(jìn)料口，離心分離機(jī)的出鹽口送出元明粉；離心分離機(jī)的濾液出口接至離心母液罐的進(jìn)液口，離心母液罐的出液口通過母液泵也接至2#換熱器的循環(huán)液進(jìn)口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理方法，其特征是包括如下步驟：1)通過預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的洗水進(jìn)行反應(yīng)、沉淀、過濾，去除氧化母液中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物；2)通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，將預(yù)處理出水的tds濃縮到120～180g/l的濃水，同時(shí)產(chǎn)出tds≤0.2mg/l的純水。3)通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，將膜濃縮液中的硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶出99％的元明粉，最終實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理方法，其特征是所述步驟1)通過預(yù)處理系統(tǒng)，具體是先通過投加30％氫氧化鈉與10％的除磷劑在一級(jí)反應(yīng)池，將洗水的ph值從2.0～3.5調(diào)節(jié)到5.0～6.0，利用一級(jí)沉淀池除去磷酸根離子，再通過投加30％的氫氧化鈉在二級(jí)反應(yīng)池，將ph值調(diào)節(jié)到8.0～9.5，利用二級(jí)沉淀池除去重金屬離子，通過投加50％的硫酸將ph值回調(diào)到6.5～7.5，經(jīng)過膜孔徑≤50nm的浸沒式超濾過濾，有效濾除廢液中剩余的細(xì)小磷酸鐵與金屬氫氧化物晶體與懸浮物，將預(yù)處理出液的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/l；浸沒式超濾裝置每30～90分鐘自動(dòng)進(jìn)行一次30～90秒的氣水聯(lián)合反洗，以維持

浸沒式超濾的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；沉淀污泥與反洗排水壓濾出泥餅外運(yùn)處置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理方法，其特征是所述步驟2)通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，具體是針對(duì)tds濃度為4000～8000mg/l的預(yù)處理出水，利用一級(jí)反滲透的6～8倍與超高壓反滲透2～4倍的兩級(jí)濃縮，將其濃水的tds濃度濃縮到120～180g/l，硫酸鈉濃度為12～18％；同時(shí)利用一級(jí)反滲透98％以上的脫鹽率、二級(jí)反滲透90％以上的脫鹽率與電去離子裝置90％以上的脫鹽率構(gòu)成的三級(jí)凈化，產(chǎn)出tds濃度≤0.2mg/l的純水。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水液資源化處理方法，其特征是所述步驟3)通過蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，具體是針對(duì)膜濃縮液中的濃度為12～18％的硫酸鈉，利用蒸汽壓縮機(jī)將二次蒸汽壓縮在90～100℃，先通過強(qiáng)制循環(huán)換熱蒸發(fā)濃縮，再通過強(qiáng)制循環(huán)換熱結(jié)晶分離出99％的元明粉，冷凝水對(duì)進(jìn)液進(jìn)行預(yù)熱后送回膜濃縮凈化系統(tǒng)再進(jìn)行深度凈化，最終實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理裝置及方法，是針對(duì)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水含有少量重金屬離子、磷酸鈉與硫酸鈉的特點(diǎn)，首先利用預(yù)處理系統(tǒng)去除洗水中的磷酸根離子、重金屬離子與懸浮物，將預(yù)處理出水的懸浮物濃度控制在≤0.1mg/L；然后利用膜濃縮凈化系統(tǒng)將預(yù)處理出水中的TDS濃度從4000～8000mg/L濃縮到120～180g/L，同時(shí)得到TDS濃度≤0.2mg/L的純水，回用至鈉法磷酸鐵生產(chǎn)工序；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)離心分離出99%的元明粉；從而實(shí)現(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的?，F(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的?，F(xiàn)鈉法磷酸鐵生產(chǎn)洗水資源化處理的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：張博 張金鋒 戚可卓

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇卓博環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2021.07.08

技術(shù)公布日：2021/9/16