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CN115259516A - 一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺 - Google Patents

一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺 Download PDF

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CN115259516A
CN115259516A CN202210890848.0A CN202210890848A CN115259516A CN 115259516 A CN115259516 A CN 115259516A CN 202210890848 A CN202210890848 A CN 202210890848A CN 115259516 A CN115259516 A CN 115259516A
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CN
China
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unit
mother liquor
concentrated
washing wastewater
concentration
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Application number
CN202210890848.0A
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李丹
闵志坚
陈东祥
刘广智
张洪伟
沈志远
施武斌
李小新
张艳菊
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Wuhan Tianyuan Engineering Co ltd
Original Assignee
Wuhan Tianyuan Engineering Co ltd
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Abstract

本发明公开一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺,包括洗涤废水处理工段依次包括洗涤废水沉淀单元、洗涤废水过滤单元、洗涤废水超滤单元、预浓缩RO1单元、预浓缩RO2单元和产品水RO单元;母液处理工段依次包括合成母液沉淀单元、合成母液过滤单元、合成母液超滤单元和合成母液RO浓缩单元;产品盐生产工段依次包括浓缩蒸发单元、硫酸铵结晶单元、磷酸二氢铵冷却结晶单元和复合肥结晶单元。通过工艺流程优化组合,既确保反渗透系统连续稳定、高效运行,不但确保了反渗透系统连续稳定、高效运行,同时使水资源的回收率达到97.5%以上,并实现了硫酸铵、磷酸二氢铵等高附加值产品盐的生产,产品盐的产率大于80%,有效实现了资源化回收利用。

Description

一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域,尤其是涉及磷酸铁铵法工艺中磷酸铁废水零排放处理系统及工艺。
背景技术
在国家严格的“双碳减排”政策下,新能源汽车的使用量越来越大。新型锂电池是新能源汽车的动力来源。由于制造成本低、产品质量高,磷酸铁锂逐步成为锂电池正极材料主流产品。
磷酸铁是合成磷酸铁锂前驱动产品,磷酸铁制备磷酸铁锂工艺成熟可靠、原材料利用率高,使其逐渐发展成为磷酸铁锂制备的主流工艺。目前工业化生产磷酸铁较为常用的工艺为用二价铁盐(如硫酸亚铁)和磷酸氢氨、磷酸、氨水、双氧水等反应合成,该工艺中磷酸铁生产的环境为酸性环境,所产生的酸性废水主要有两股:原料磷酸盐与铁盐溶液混合反应后,反应料浆经隔膜压滤,形成合成母液;磷酸铁滤饼经除盐水洗涤净化,产生洗涤废水,前者含盐量较高,一般在55000~65000mg/L,后者含盐量较低,一般在12000~15000mg/L,两股废水主要成分均为以硫酸根、磷酸氢根、铵根为主,同时含有钙、镁、锰、铁、镍等重金属杂质。如何合理有效的处置该股废水则成为了企业生产中的一个关键性环节,未来也将是磷酸铁行业成本控制的一个重要处理单元。
发明内容
为了降低企业生产过程中的环保风险,同时实现资源的可回收利用为企业生产带来一定的副产品经济收益,本发明一种能够确保淡水资源、化学物料(P、N、S)资源回收的磷酸铁废水零排放处理系统及工艺。
本申请提供的一种磷酸铁废水零排放处理系统,包括洗涤废水处理工段、合成母液处理工段及产品盐生产工段;洗涤废水处理工段依次包括洗涤废水沉淀单元、洗涤废水过滤单元、洗涤废水超滤单元和预浓缩RO1单元及预浓缩RO2单元,各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送;母液处理工段依次包括合成母液沉淀单元、合成母液过滤单元、合成母液超滤单元和合成母液RO浓缩单元,各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送;产品盐生产工段依次包括浓缩蒸发单元、硫酸铵结晶单元、磷酸二氢铵冷却结晶单元和复合肥结晶单元,各相邻单元之间通过管道连通且通过泵进行输送。
进一步地,所述洗涤废水沉淀单元用于对洗涤废水进行除重沉淀,并去除洗涤废水内的悬浮物,洗涤废水过滤单元用于接收洗涤废水沉淀单元排出的沉淀后的洗涤废水,并去除洗涤废水内的杂质;洗涤废水超滤单元用于接收洗涤废水过滤单元滤出的清净滤液,并去除洗涤废水内的微小杂质;预浓缩RO1单元用于对除微小杂质后的洗涤废水进行浓缩脱盐且生成预浓缩RO1浓水及预浓缩RO1淡水,预浓缩RO1浓水进入预浓缩RO2单元进行膜分离再浓缩生成预浓缩RO2浓水及预浓缩RO2淡水,预浓缩RO2浓水则被输送至合成母液沉淀单元。
进一步地,所述合成母液沉淀单元用于接收合成母液废水与预浓缩RO2浓水,并去除混合液体内的重金属及悬浮物;合成母液过滤单元用于接收合成母液沉淀单元排出的沉淀后的混合液体,并去除混合液体内的杂质;合成母液超滤单元用于接收合成母液过滤单元滤出的清净滤液,并通过超滤膜截留去除混合液体内的微小杂质;合成母液RO浓缩单元对除微小杂质后的混合液体进行母液膜分离浓缩且生成母液浓水及母液淡水,母液浓水输送至浓缩蒸发单元。
进一步地,所述浓缩蒸发单元用于对母液浓水进行升温蒸发,并制备出高浓度蒸发母液;硫酸铵结晶单元用于对高浓度蒸发母液进行升温蒸发,并对过饱和溶液进行离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液;磷酸二氢铵冷却结晶单元用于对离心母液进行pH调节和冷却结晶,并对过饱和溶液进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;复合肥结晶单元用于对冷却母液进行,并对过饱和溶液进行离心得到复合肥产品和复合肥母液。
进一步地,所述洗涤废水处理工段还包括产品水RO单元,所述产品水RO单元用于预浓缩RO1淡水、预浓缩RO2淡水、母液淡水、浓缩蒸发单元的冷凝液、硫酸铵结晶单元的冷凝液以及复合肥结晶单元的冷凝液,并生成浓水和合格产品水;浓水返回预浓缩RO1单元,合格产品水返回磷酸铁制备装置。
进一步地,所述洗涤废水沉淀单元、合成母液沉淀单元均为高效沉淀池。
还提供一种如上述所述磷酸铁废水零排放处理系统的工艺:
S1、洗涤废水预处理及膜浓缩工序:洗涤废水经泵提升至洗涤废水沉淀单元内,并于洗涤废水沉淀单元内通过pH调节至碱性及混凝沉淀方式去除洗涤废水内的重金属离子及悬浮物;洗涤废水沉淀单元沉淀后的洗涤废水经过pH回调至弱酸性进入洗涤废水过滤单元,于洗涤废水过滤单元内通过过滤方式去除洗涤废水内的杂质;洗涤废水再由洗涤废水过滤单元经泵提升进入洗涤废水超滤单元并去除洗涤废水内的微小杂质后进入预浓缩RO1单元,并通过分离浓缩方式浓缩洗涤废水并得到预浓缩RO1浓水与预浓缩RO1淡水,预浓缩RO1浓水进入预浓缩RO2单元,进一步进行膜浓缩分离并得到预浓缩RO2浓水与预浓缩RO2淡水;
S2、母液预处理及膜浓缩工序:合并预浓缩RO2浓水与合成母液废水得到混合液体,经泵提升至合成母液沉淀单元通过pH调节至碱性及混凝沉淀方式去除洗涤废水内的重金属离子及悬浮物;合成母液沉淀单元沉淀后的混合液体经过pH回调至弱酸性进入合成母液过滤单元,并于合成母液过滤单元内通过过滤方式去除混合液体内的悬浮物;混合液再由合成母液过滤单元经泵提升进入合成母液超滤单元并去除混合液内的微小杂质后再通过合成母液RO浓缩单元分离浓缩混合液体并得到母液浓水与母液淡水,母液浓水进入浓缩蒸发单元继续处理;
S3、蒸发浓缩工序:母液浓水通过浓液蒸发单元进行升温蒸发,母液浓水达到沸点后开始蒸发得到高浓度蒸发母液,高浓度蒸发母液进入硫酸铵结晶单元;
S4、硫酸铵结晶工序:高浓度蒸发母液通过硫酸铵结晶蒸发器进行升温蒸发,高浓度蒸发母液持续浓缩并形成过饱和硫酸铵溶液,过饱和硫酸铵溶液通过离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液,离心母液进入磷酸二氢铵冷却结晶单元;
S5、磷酸二氢铵结晶工序:离心母液经调节pH至5~6后,再通过冷却结晶器进行冷却结晶析出磷酸二氢铵晶体,磷酸二氢铵晶体进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;
S6、复合肥结晶工序:冷却母液通过复合肥蒸发器进行升温蒸发,形成硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液,硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液通过复合肥离心器得到复合肥产品和复合肥母液,复合肥母液经过复合肥母液干燥器生产复合肥。
进一步地,所述步骤S1)中,预浓缩RO1单元与预浓缩RO2单元运行pH为4~5,产品水RO单元运行pH为6~7。
进一步地,所述步骤S2)中,母液浓水含盐量≥160000mg/L,合成母液RO浓缩单元运行pH为4~5。
综上所述,本申请包括以下至少有益技术效果:
1.本发明系统可以连续稳定且高效地处理磷酸铁废水,产出磷酸铵镁复合肥,硫酸铵蒸发结晶工序产出符合GBT535-2020《肥料及硫酸铵》Ⅰ型指标产品,设置磷酸二氢铵冷却结晶工序,产出纯度>90%的磷酸二氢铵产品,复合肥可作为原料进行回收处理,最大程度实现资源化回收利用;
2.蒸发结晶过程中产生了大量的冷凝液,且通过产品水RO单元对冷凝液进行反渗透分离,既可以将冷凝液回用至前期生产中,进一步降低生产成本,也可以充分地处理冷凝水,减少污染物的外排;
3.通过工艺流程优化组合,不但确保了反渗透系统连续稳定、高效运行,同时使水资源的回收率达到97.5%以上,并实现了硫酸铵、磷酸二氢铵等高附加值产品盐的生产,产品盐的产率大于80%,有效实现了资源化回收利用。
附图说明
图1是本发明磷酸铁废水零排放处理系统的结构框图。
附图标记:1、洗涤废水处理工段;11、洗涤废水沉淀单元;12、洗涤废水过滤单元;13、洗涤废水超滤单元;14、预浓缩RO1单元;15、产品水RO单元;16、预浓缩RO2单元;2、合成母液处理工段;21、合成母液沉淀单元;22、合成母液过滤单元;23、合成母液超滤单元;24、合成母液RO浓缩单元;3、产品盐生产工段;31、浓缩液蒸发单元;32、硫酸铵蒸发结晶单元;33、磷酸二氢铵冷却结晶单元;34、复合肥蒸发结晶单元。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。如图1所示磷酸铁废水零排放处理工艺系统包括洗涤废水处理工段1、合成母液处理工段2及产品盐生产工段3。
洗涤废水处理工段1依次包括洗涤废水沉淀单元11、洗涤废水过滤单元12、洗涤废水超滤单元13、预浓缩RO1单元14、产品水RO单元15和预浓缩RO2单元16,各相邻单元间通过管道连通并通过水泵进行输送。其中,洗涤废水沉淀单元11用于对洗涤废水进行重金属离子去除,并去除洗涤废水内的悬浮物,在本申请实施例中洗涤废水沉淀单元11为高效沉淀池;洗涤废水过滤单元12用于接收洗涤废水沉淀单元11排出的沉淀后洗涤废水,并进一步去除沉淀后洗涤废水内的杂质;洗涤废水超滤单元13(超滤膜单元)用于接收洗涤废水过滤单元12滤出的洗涤废水,并去除滤出的洗涤废水内的微小杂质;预浓缩RO1单元14用于对除微小杂质后的洗涤废水进行预浓缩脱盐且生成预浓缩RO1浓水及预浓缩RO1淡水,并将预浓缩RO1浓水输送至预浓缩RO2单元16进行再浓缩脱盐且生成预浓缩RO2浓水及预浓缩RO2淡水,预浓缩RO2浓水输送至合成母液处理工段2;产品水RO单元15通过反渗透方式处理各级RO单元生成的淡水及蒸发结晶工段3产生的冷凝液,生成浓水和合格产品水。浓水通过管道及输送泵重新返回预浓缩RO1单元14,合格产品水通过管道及输送泵返回磷酸铁制备装置,节约了磷酸铁制备装置对新鲜水的耗量,降低了企业对外界水资源的需求量。
合成母液处理工段2依次包括合成母液沉淀单元21、合成母液过滤单元22、合成母液超滤单元23和合成母液RO浓缩单元24,各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送。其中,合成母液沉淀单元21用于接收合成母液废水与预浓缩RO2浓水,并去除混合液体内的重金属离子及悬浮物,在本申请实施例中合成母液沉淀单元21为高效沉淀池;合成母液过滤单元22用于接收合成母液沉淀单元21排出的衬垫后的混合液体,并进一步去除混合液体内的杂质;合成母液超滤单元23用于接收合成母液过滤单元22滤出的混合液体,并通过超滤方式去除混合液体内的微小杂质;合成母液RO浓缩单元24对除微小杂质后的混合液体进行母液膜分离浓缩且生成母液浓水及母液淡水,母液浓水输送至产品盐生产工段3进行副产物的生产,母液淡水输送至产品水RO单元15分离出浓水和合格产品水。
产品盐生产工段3依次包括浓缩蒸发单元31、硫酸铵结晶单元32、磷酸二氢铵冷却结晶单元33和复合肥结晶单元34,各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送。浓缩蒸发单元31用于对母液浓水进行升温蒸发,并制备出高浓度蒸发母液,且高浓度蒸发母液产生的蒸汽既可以作为二次热源,热量重复利用后产生冷凝液输送至产品水RO单元15分离出浓水和合格产品水,即可减少新鲜蒸汽的使用量并充分地利用与处理二次蒸汽;硫酸铵结晶单元32用于对高浓度蒸发母液进行升温蒸发,并对过饱和溶液进行离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液;磷酸二氢铵冷却结晶单元33用于对离心母液进行pH调节和冷却结晶,并对过饱和溶液进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;复合肥蒸发结晶单元34用于对冷却母液进行结晶,并对过饱和溶液进行离心得到复合肥产品(即硫酸铵+磷酸二氢铵复合肥)和复合肥母液。
本实施例中,浓缩蒸发单元31可采用进料预热器、升膜蒸发器、降膜蒸发器中的一种或多种。硫酸铵结晶单元32依次包括硫酸铵蒸发器、硫酸铵增稠器、硫酸铵离心器、硫酸铵干燥器和尾气处理器,硫酸铵蒸发器可以采用MED蒸发器或MVR蒸发器,在本发明中选择MVR强制循环蒸发器,硫酸铵蒸发器产生的冷凝液输送至产品水RO单元15分离出浓水和合格产品水;硫酸铵离心器采用旋流器或离心机的一种或两种,在本发明中选择离心机,硫酸铵干燥器采用振动烘干流化床或热风干燥机,尾气处理器采用旋风除尘器与洗涤塔的结合。磷酸二氢铵冷却结晶单元33依次包括pH调节单元、冷却结晶器、磷酸二氢铵增稠器、磷酸二氢铵离心器和尾气处理器,磷酸二氢铵离心器和尾气处理器的选用可参考硫酸铵结晶单元32。复合肥结晶单元34依次包括复合肥蒸发器、复合肥增稠器、复合肥离心器、复合肥母液干燥器和尾气处理器,复合肥蒸发器、复合肥离心器和尾气处理器可参考硫酸铵结晶单元32,复合肥蒸发器产生的冷凝液输送至产品水RO单元15分离出浓水和合格产品水,复合肥母液进入复合肥母液干燥器得到复合肥(与离心得到的复合肥产品混掺)。
采用上述磷酸铁废水零排放处理工艺系统包括以下步骤:
S1、洗涤废水预处理及膜浓缩工序:磷酸铁装置洗涤废水首先进入调节池均质均量,再经泵提升至洗涤废水沉淀单元11内,并于洗涤废水沉淀单元11内通过pH调节至碱性(pH:9~10.5),去除重金属离子及悬浮物;洗涤废水沉淀单元11沉淀后的洗涤废水通过pH回调后(pH:4~5)进入洗涤废水过滤单元12,于洗涤废水过滤单元12内通过过滤方式去除洗涤废水内的杂质(洗涤废水过滤单元12的出水悬浮物为3mg/L以下);洗涤废水过滤单元12滤液再由水泵提升进入洗涤废水超滤单元13并去除滤液内的微小杂质等污染物(洗涤废水超滤单元13出水浊度为0.2NTU);出水经提升泵及高压泵加压进入预浓缩RO1单元14,并通过分离浓缩方式浓缩洗涤废水并得到预浓缩RO1浓水与预浓缩RO1淡水,预浓缩RO1浓水进入预浓缩RO2单元16进行膜分离再浓缩得到预浓缩RO2浓水与预浓缩RO2淡水,浓缩RO2浓水则进入合成母液沉淀单元21,预浓缩RO2淡水与预浓缩RO1淡水合并后进入产品水RO单元15进行精制脱盐处理,预浓缩RO1单元14、预浓缩RO2单元16运行pH为4~5,产品水RO单元15运行pH为6~7。
S2、母液预处理及膜浓缩工序:合并预浓缩RO2浓水与合成母液废水进入母液调节池得到混合液体并均质均量,经泵提升至合成母液沉淀单元21通过pH调节至碱性(pH:9~10.5),去除重金属离子及悬浮物;合成母液沉淀单元21沉淀后的混合液体通过pH回调后(pH:4~5)进入合成母液过滤单元22,并于合成母液过滤单元22内通过过滤方式去除混合液体内的悬浮物(合成母液过滤单元22的出水悬浮物为3mg/L以下);合成母液过滤单元22滤液再由水泵提升进入合成母液超滤单元23并去除滤液内的微小杂质等污染物(合成母液超滤单元23出水浊度为0.2NTU);合成母液超滤单元23滤液通过水泵及高压泵增压进入合成母液RO浓缩单元24分离浓缩并得到母液浓水(母液浓水含盐量≥160000mg/L)与母液淡水,母液浓水进入后端蒸发浓缩单元31,母液淡水进入前端产品水RO单元15进一步脱盐,合成母液RO浓缩单元24运行pH为4~5。
S3、蒸发浓缩工序:母液浓水经过pH调节(中性工况)后进入浓液蒸发单元31进行升温蒸发,母液浓水达到沸点后开始蒸发,母液浓水持续浓缩且达到设定浓度后,高浓度蒸发母液进入硫酸铵结晶单元32(高浓度蒸发母液的出水温度为99~103℃),蒸汽通过冷凝形成冷凝液进入产品水RO单元15。
S4、硫酸铵结晶工序:高浓度蒸发母液通过硫酸铵结晶蒸发器进行升温蒸发(硫酸铵结晶蒸发器运行温度为97~100℃),高浓度蒸发母液持续浓缩并形成过饱和硫酸铵溶液,蒸汽通过冷凝形成冷凝液进入产品水RO单元15,过饱和硫酸铵溶液经出料泵加压送至硫酸铵增稠器调和结晶盐品质,再通过硫酸铵离心器和硫酸铵干燥器进行离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液,离心母液进入磷酸二氢铵冷却结晶单元33;
S5、磷酸二氢铵结晶工序:离心母液经磷酸调节pH至5~6后,再通过冷却结晶器进行冷却结晶(冷却结晶器运行温度为38~42℃),利用磷酸二氢铵与硫酸铵随温度变化导致溶解度差异的特性,伴随着温度降低磷酸二氢铵晶体逐渐析出,经出料泵加压送至磷酸二氢铵增稠器调和结晶盐品质,再通过磷酸二氢铵离心器进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;
S6、复合肥结晶工序:冷却母液通过复合肥蒸发器进行升温蒸发(复合肥蒸发器运行温度为100~103℃),形成硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液,蒸汽通过冷凝形成冷凝液进入产品水RO单元15,硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液经出料泵加压送至复合肥增稠器调和结晶盐品质,再通过复合肥离心器得到复合肥产品和复合肥母液,复合肥母液经过复合肥母液干燥器生产复合肥,干化过程中形成的冷凝水进入产品水RO单元15。
本申请实施例一种磷酸铁废水零排放处理工艺及系统的实施原理为:本申请提供了一种可连续稳定且高效运行的磷酸铁废水零排放处理工艺系统;同时硫酸铵结晶工序产出符合GBT535-2020《肥料及硫酸铵》Ⅰ型指标产品,磷酸二氢铵冷却结晶工序产出纯度>90%的磷酸二氢铵产品,复合肥结晶工序产出复合肥产品,硫酸铵、磷酸二氢铵及复合肥产品具有较高的市场价值,进而既可以降低投资成本及运行成本,也可以最大程度实现资源化回收利用,并减少污染物的排放。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:包括洗涤废水处理工段(1)、合成母液处理工段(2)及产品盐生产工段(3);洗涤废水处理工段(1)依次包括洗涤废水沉淀单元(11)、洗涤废水过滤单元(12)、洗涤废水超滤单元(13)和预浓缩RO1单元(14)及预浓缩RO2单元(16),各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送;母液处理工段(2)依次包括合成母液沉淀单元(21)、合成母液过滤单元(22)、合成母液超滤单元(23)和合成母液RO浓缩单元(24),各相邻单元之间通过管道连通且通过水泵进行输送;产品盐生产工段(3)依次包括浓缩蒸发单元(31)、硫酸铵结晶单元(32)、磷酸二氢铵冷却结晶单元(33)和复合肥结晶单元(34),各相邻单元之间通过管道连通且通过泵进行输送。
2.根据权利要求1所述磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:所述洗涤废水沉淀单元(11)用于对洗涤废水进行除重沉淀,并去除洗涤废水内的悬浮物,洗涤废水过滤单元(12)用于接收洗涤废水沉淀单元(11)排出的沉淀后的洗涤废水,并去除洗涤废水内的杂质;洗涤废水超滤单元(13)用于接收洗涤废水过滤单元(12)滤出的清净滤液,并去除洗涤废水内的微小杂质;预浓缩RO1单元(14)用于对除微小杂质后的洗涤废水进行浓缩脱盐且生成预浓缩RO1浓水及预浓缩RO1淡水,预浓缩RO1浓水进入预浓缩RO2单元(16)进行膜分离再浓缩生成预浓缩RO2浓水及预浓缩RO2淡水,预浓缩RO2浓水则被输送至合成母液沉淀单元(21)。
3.根据权利要求2所述磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:所述合成母液沉淀单元(21)用于接收合成母液废水与预浓缩RO2浓水,并去除混合液体内的重金属及悬浮物;合成母液过滤单元(22)用于接收合成母液沉淀单元(21)排出的沉淀后的混合液体,并去除混合液体内的杂质;合成母液超滤单元(23)用于接收合成母液过滤单元(22)滤出的清净滤液,并通过超滤膜截留去除混合液体内的微小杂质;合成母液RO浓缩单元(24)对除微小杂质后的混合液体进行母液膜分离浓缩且生成母液浓水及母液淡水,母液浓水输送至浓缩蒸发单元(31)。
4.根据权利要求3所述磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:所述浓缩蒸发单元(31)用于对母液浓水进行升温蒸发,并制备出高浓度蒸发母液;硫酸铵结晶单元(32)用于对高浓度蒸发母液进行升温蒸发,并对过饱和溶液进行离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液;磷酸二氢铵冷却结晶单元(33)用于对离心母液进行pH调节和冷却结晶,并对过饱和溶液进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;复合肥结晶单元(34)用于对冷却母液进行,并对过饱和溶液进行离心得到复合肥产品和复合肥母液。
5.根据权利要求4所述磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:所述洗涤废水处理工段(1)还包括产品水RO单元(15),所述产品水RO单元(15)用于预浓缩RO1淡水、预浓缩RO2淡水、母液淡水、浓缩蒸发单元(31)的冷凝液、硫酸铵结晶单元(32)的冷凝液以及复合肥结晶单元(34)的冷凝液,并生成浓水和合格产品水;浓水返回预浓缩RO1单元(14),合格产品水返回磷酸铁制备装置。
6.根据权利要求1所述磷酸铁废水零排放处理系统,其特征在于:所述洗涤废水沉淀单元(11)、合成母液沉淀单元(21)均为高效沉淀池。
7.一种如权利要求1所述磷酸铁废水零排放处理系统的工艺,其特征在于:
S1、洗涤废水预处理及膜浓缩工序:洗涤废水经泵提升至洗涤废水沉淀单元(11)内,并于洗涤废水沉淀单元(11)内通过pH调节至碱性及混凝沉淀方式去除洗涤废水内的重金属离子及悬浮物;洗涤废水沉淀单元(11)沉淀后的洗涤废水经过pH回调至弱酸性进入洗涤废水过滤单元(12),于洗涤废水过滤单元(12)内通过过滤方式去除洗涤废水内的杂质;洗涤废水再由洗涤废水过滤单元(12)经泵提升进入洗涤废水超滤单元(13)并去除洗涤废水内的微小杂质后进入预浓缩RO1单元(14),并通过分离浓缩方式浓缩洗涤废水并得到预浓缩RO1浓水与预浓缩RO1淡水,预浓缩RO1浓水进入预浓缩RO2单元(16),进一步进行膜浓缩分离并得到预浓缩RO2浓水与预浓缩RO2淡水;
S2、母液预处理及膜浓缩工序:合并预浓缩RO2浓水与合成母液废水得到混合液体,经泵提升至合成母液沉淀单元(21)通过pH调节至碱性及混凝沉淀方式去除洗涤废水内的重金属离子及悬浮物;合成母液沉淀单元(21)沉淀后的混合液体经过pH回调至弱酸性进入合成母液过滤单元(22),并于合成母液过滤单元(22)内通过过滤方式去除混合液体内的悬浮物;混合液再由合成母液过滤单元(22)经泵提升进入合成母液超滤单元(23)并去除混合液内的微小杂质后再通过合成母液RO浓缩单元(24)分离浓缩混合液体并得到母液浓水与母液淡水,母液浓水进入浓缩蒸发单元(31)继续处理;
S3、蒸发浓缩工序:母液浓水通过浓液蒸发单元(31)进行升温蒸发,母液浓水达到沸点后开始蒸发得到高浓度蒸发母液,高浓度蒸发母液进入硫酸铵结晶单元(32);
S4、硫酸铵结晶工序:高浓度蒸发母液通过硫酸铵结晶蒸发器进行升温蒸发,高浓度蒸发母液持续浓缩并形成过饱和硫酸铵溶液,过饱和硫酸铵溶液通过离心、干燥得到硫酸铵产品和离心母液,离心母液进入磷酸二氢铵冷却结晶单元(33);
S5、磷酸二氢铵结晶工序:离心母液经调节pH至5~6后,再通过冷却结晶器进行冷却结晶析出磷酸二氢铵晶体,磷酸二氢铵晶体进行离心得到磷酸二氢铵产品和冷却母液;
S6、复合肥结晶工序:冷却母液通过复合肥蒸发器进行升温蒸发,形成硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液,硫酸铵与磷酸二氢铵混合过饱和溶液通过复合肥离心器得到复合肥产品和复合肥母液,复合肥母液经过复合肥母液干燥器生产复合肥。
8.根据权利要求7所述磷酸铁废水零排放处理系统的工艺,其特征在于:所述步骤S1)中,预浓缩RO1单元(14)与预浓缩RO2单元(16)运行pH为4~5,产品水RO单元(15)运行pH为6~7。
9.根据权利要求7所述磷酸铁废水零排放处理系统的工艺,其特征在于:所述步骤S2)中,母液浓水含盐量≥160000mg/L,合成母液RO浓缩单元(24)运行pH为4~5。
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