CN112408350B - 含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，包括以下步骤：将含磷废水先送入一级中和反应槽内与石灰进行反应，反应液进入送至一级浓密机浓密；一级浓密机的上部反应液进入二级中和反应槽内与石灰进一步反应，得到饲料级磷酸氢钙料浆，所述饲料级磷酸氢钙料浆送入二级浓密机浓密；二级浓密机的底部料浆进入板框过滤机压滤，压滤后的物料通过干燥机干燥、冷却机冷却、包装机包装后得到产品饲料级磷酸氢钙；本发明方法工艺简单、生产和运行成本低，经两级中和后的排水P2O5、F含量大大降低，对环境友好。

Description

含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺
技术领域
本发明涉及一种饲料级磷酸氢钙的工艺，具体的说是一种含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺。
背景技术
磷肥企业生产过程中的磷石膏一般采用渣场堆存的方式进行处理，随之而来的是带来大量含磷废水需要处理，同时湿法磷酸装置配套的酸性循环水也含有一定量的P2O5。目前渣场回水和磷酸循环水的含磷废水(含有0.5％-2wt％P2O5)处理主要采用投加石灰、氯化钙等除磷剂的方法消除废水中的磷酸盐。其处理成本高，而且除磷条件要求高时，需要提前调节废水的pH值至中性或弱碱性。此外，反应产物沉降性能较差，泥水分离困难，还需要加入絮凝剂，并且产物得不到合理的利用，造成废水中磷资源浪费。同时产生了大量的废渣，其堆存不仅占用了大量的土地，而且如果堆存处理或管理不善，还会严重破坏生态环境和造成环境污染。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、生产和运行成本低，经两级中和后的排水P2O5、F含量大大降低，对环境友好的含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺。
技术方案包括以下步骤：
一)将含磷废水先送入一级中和反应槽内与石灰乳进行反应，反应温度为30-50℃，反应液进入送至一级浓密机浓密,其中，在一级中和反应槽中通过控制两者比例调节含磷废水与石灰乳的混合液的pH至3.5-4.0，停留0.3h-2.0h，，再用1-3wt％稀磷酸溶液反调pH至2.0-3.0停留0.3h-2.0h；
二)一级浓密机的上部反应液进入二级中和反应槽内与石灰乳进一步反应，控制pH为5.0-6.5、反应时间为0.3h-2.0h，反应温度为30-50℃，得到饲料级磷酸氢钙料浆，所述饲料级磷酸氢钙料浆送入二级浓密机浓密；
三)二级浓密机的底部料浆进入板框过滤机压滤，压滤后的物料通过干燥机干燥、冷却机冷却、包装机包装后得到产品饲料级磷酸氢钙。
所述一级中和反应槽和二级中和反应槽均为依次联串四格方槽，每一格方槽底装有搅拌器，所述搅拌器直径与槽宽比在0.1-0.3。
所述步骤一)中，含磷废水分为4股分别进入一级中和反应槽的四格方槽中，从第一格至第四格方槽中分别引入含磷废水总质量的30％、20％、30％、20％。
所述搅拌器具有上、下两层叶片，所述上、下层两层叶片的直径比为0.2-0.5。
所述搅拌器的转速为50-200转/分钟。
所述步骤二)中，控制所述二级中和反应槽内反应液的pH为5.0-6.5。
所述一级浓密机和二级浓密机的由上段的圆筒和下段的深锥筒构成，所述深锥筒的高度与上端圆筒直径比为2:1-5:1。
所述步骤一)中，含磷废水中含有0.5％-2wt％P2O5。
针对背景技术中存在的问题，发明人进行了如下改进：
(1)将含磷废水先送入一级中和反应槽内与石灰乳进行反应，这里，采用特殊的调节反应方法，通过控制两者添加量的比例调节pH至3.5-4.0，在此pH值下使更多的重金属杂质以及F离子沉淀，，达到充分除杂的作用，由于除杂的过程会将部分P2O5以磷酸氢钙形式沉淀出来，若直接进行第二步中和反应，则会使P2O5转化为产品饲料级磷酸氢钙比例降低，为此，发明人再用1-3wt％稀磷酸溶液反调pH至2.0-3.0，使部分磷酸氢钙转为可溶性，以减少反应过程中P2O5损失，通过正反调PH值可以使含磷废水中更多的F以及重金属转化为难溶盐沉淀，有利于在后续一级浓密机中浓密分离，进而减少外排废水中的P2O5、F含量，对环境友好；进一步的，对于二级中和反应槽中脱除了F以及重金属后的反应进液控制pH为5.0-6.5，是考虑尽可能多的将P2O5转化为最终产品，以达到提高P2O5收率的作用。控制反应液pH调节石灰加入量，使得含磷废水无需在补充湿法磷酸的情况，通过两次中和反应，生成饲料级磷酸氢钙；
(2)控制含磷废水P2O5与石灰乳CaCO3的质量比为0.5-1.5，以进一步保证石灰乳溶液适度过量，F彻底转化为CaF2沉淀；并且优选的，含磷废水分为4股进料，从第一格至第四格方槽中分别引入含磷废水总质量的30％、20％、30％、20％。，通过将含磷废水分四股加入一级中和反应槽中，可以混合含磷废水和石灰乳，有利于促进中和反应、提高反应转化率和缩短反应时间和；
(3)所述一级中和反应槽和二级中和反应槽均为四格方槽，含磷废水依流经四个方槽后流出进入下一步骤，每个槽底装有搅拌器，通过搅拌器的高转速增强反应速率，减少反应时间，进而达到在保证同样反应效率的情况下减小反应槽容积的作用，所述搅拌器直径与槽宽比在0.1-0.3，过大会会导致搅拌过度，装填系数减小，过小会搅拌不充分，反应不彻底；所述搅拌器具有上、下两层叶片，上层叶片的直径小于下层叶片，这样可以充分促进反应进行，有利于提高反应转化率同时缩短反应时间，优选的，所述上、下层两层叶片的直径比为0.2-0.5，比值过大会会导致搅拌过度，装填系数减小，过小会搅拌不充分，反应不彻底；
(4)通过两级中和后的含磷废水P2O5/F含量大大降低，可作为循环水站补水、生产装置的尾洗补水等用途，降低尾气污染物排放，有益于环保。
本发明通过将含磷废水经石灰处理除去其中的氟、重金属及其它杂质，再将反应料液与石灰进行反应，反应得到的料浆经沉降、过滤，将滤饼经干燥后得到饲料级磷酸氢钙(DCP)，本发明工艺不仅降低了含磷废水的处理成本，降低了排水中P2O5/F含量、消除了处理后废渣堆存量大带来的不利因素，对环境友好，同时回收了含磷废水中的磷，变废为宝，产生一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
图2为一级中和反应槽的俯视图。
其中，1-一级中和反应槽，2-搅拌器，2.1-上层叶片、2.2-下层叶片、3-一级浓密机，4-二级中和反应槽，5-深锥筒，6-二级浓密机，7-板框压滤机，8-干燥机，9-冷却机，10-包装机，11-洗涤塔、12-圆筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工艺作进一步解释说明：
含磷废水(含P2O5 0.5％-2％质量百分数)由泵送入一级中和反应槽1内，石灰乳通过旋转给料阀加入到一级中和反应槽1内，参见图2，一级中和反应槽1为四格方槽，反应液依次在逐个方格溢流后排出，优选的，按照溢流顺序分四股从第一格至第四格方槽中分别引入含磷废水总质量的30％、20％、30％、20％。每个方格内设有一台搅拌器2，所述搅拌器2设有上、下两层叶片2.1、2.2，所述上、下层两层叶片的直径比为0.2-0.5，通过转速设定在50-200转/分钟，强化反应速率；其中，先控制含磷废水与石灰乳的添加量调节混合液的pH至3.5-4.0，停留0.3-2h，，再用1-3wt％稀磷酸溶液反调pH至2.0-3.0停留时间0.3h-1.0h，控制反应温度为30-50℃，反应液送至一级浓密机3；
一级浓密机3由圆筒12和深锥筒5组成，所述深锥筒5的高度与圆筒12直径的比例为2:1-5:1，经浓密后的底部淤浆(白肥)送回湿法磷酸装置进一步利用，上部反应液进入二级中和反应槽4；
所述二级中和反应槽4的结构与一级中和反应槽1相同；反应液在二级中和反应槽4的四格方槽内与石灰乳进一步反应，反应停留时间在0.3h-1.0h，反应温度为30-50℃，反应液pH为5.0-6.5，反应后得到饲料级磷酸氢钙料浆，饲料级磷酸氢钙料浆经二级浓密机6浓密，底部饲料级磷酸氢钙料浆进入板框过滤机7压滤，压滤后的物料通过干燥机8、冷却机9、包装机10得到产品饲料级磷酸氢钙；二级浓密机6上部清液送入下一流程处理后排放。干燥机8干燥产生的尾气经洗涤塔11洗涤后通过烟囱排放。
以质量百分数1％P2O5、3000ppm F含磷废水为例,经上述方法处理后二级浓密机6排出的清液含P2O5 100ppm，F 10ppm,产品饲料级磷酸氢钙收率75％。
对比例
除在一级中和反应槽1中不进行正反调pH，而是直接控制含磷废水的pH为2.0-3.0，其余同上述实施例。
以质量百分数1％P2O5、3000ppm F含磷废水为例,经对比例方法处理后二级浓密机6排出的清液P2O5 320ppm，F 26ppm,产品饲料级磷酸氢钙收率66％。

Claims (5)

1.一种含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
一）将含磷废水先送入一级中和反应槽内与石灰乳进行反应，反应温度为30-50℃，反应液进入送至一级浓密机浓密,其中，在一级中和反应槽中通过控制两者比例调节含磷废水与石灰乳的混合液的pH至4.0，停留0.3h-2.0h，再用1-3wt%稀磷酸溶液反调pH至2.0停留0.3h-2.0h；
二）一级浓密机的上部反应液进入二级中和反应槽内与石灰乳进一步反应，控制pH为5.0-6.5、反应时间为0.3h-2.0h，反应温度为30-50℃，得到饲料级磷酸氢钙料浆，所述饲料级磷酸氢钙料浆送入二级浓密机浓密；
三）二级浓密机的底部料浆进入板框过滤机压滤，压滤后的物料通过干燥机干燥、冷却机冷却、包装机包装后得到产品饲料级磷酸氢钙；
所述一级中和反应槽和二级中和反应槽均为依次联串四格方槽，每一格方槽底装有搅拌器，所述搅拌器直径与槽宽比在0.1-0.3；
含磷废水分为4股分别进入一级中和反应槽的四格方槽中，从第一格至第四格方槽中分别引入含磷废水总质量的30%、20%、30%、20%。
2.如权利要求1所述的含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，其特征在于，所述搅拌器具有上、下两层叶片，所述上、下层两层叶片的直径比为0.2-0.5。
3.如权利要求1所述的含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，其特征在于，所述搅拌器的转速为50-200转/分钟。
4.如权利要求1所述的含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，其特征在于，所述一级浓密机和二级浓密机的由上段的圆筒和下段的深锥筒构成，所述深锥筒的高度与上端圆筒直径比为2:1-5:1。
5.如权利要求1所述的含磷废水生产饲料级磷酸氢钙的工艺，其特征在于，所述步骤一）中，含磷废水中含有0.5%-2wt%P2O5。
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