CN114716089A - 一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 - Google Patents
一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114716089A CN114716089A CN202210432027.2A CN202210432027A CN114716089A CN 114716089 A CN114716089 A CN 114716089A CN 202210432027 A CN202210432027 A CN 202210432027A CN 114716089 A CN114716089 A CN 114716089A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stage
- water
- reverse osmosis
- concentrated
- wastewater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
- C02F2101/203—Iron or iron compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/14—Maintenance of water treatment installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及磷酸铁废水处理技术领域,公开了一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,包括预处理阶段、纳滤膜浓缩阶段和多效蒸发阶段,所述纳滤膜浓缩阶段包括由不同数量耐酸纳滤膜柱串联而成的多级纳滤膜过滤装置,多级纳滤膜过滤装置对磷酸铁废水及冲洗设备产生的洗水进行过滤浓缩,浓缩形成的浓盐水经多效蒸发形成固体复合肥和清水;浓缩后的浓盐水中硫酸铵含量可达17%~20%,远超现有技术中行业同等水平(约10%),本方案通过减少多效蒸发阶段进水量,显著降低多效蒸发阶段的投资及处理成本。另,本方案因采用耐酸纳滤膜,无须对废水进行调节pH,简化废水处理流程,进一步降低整个工艺所需成本,使得本方案广泛适用于各种酸性废水的处理。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸铁废水处理技术领域,具体涉及一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺。
背景技术
新能源材料广泛应用于新能源汽车、新能源两轮车、3C电池(手机、平板、笔记本电脑)、电动工具、大型储能电池等行业,特别是随着新能源汽车的快速发展,全球新能源材料发展突飞猛进,日新月异。磷酸铁锂电池凭借其在成本和安全性方面的优势,将获得快速发展;磷酸铁作为其上流原料必然将得到大规模生产需求。目前主要采用以钛白渣作为铁源、以磷酸作为磷源的磷酸铁工艺过程制备磷酸铁,其制备工艺中通常产生大量含硫、磷、氨氮及其他重金属离子的废水,一般每生产1吨磷酸铁将产生40~50吨废水。对其废水的合理处理成为影响环境保护和产品生产成本居高不下的重要因素。目前的处理方法是通过氨水/碱性溶液调节pH先除杂后进行滤膜处理与多效蒸发蒸发组合工艺,副产硫氨和磷氨肥料,同时蒸馏出来的水也可以被回收利用。但现有处理工艺仍然存在如下:
1)因废水处理工艺受限于滤膜的使用要求,废水进入滤膜前必须进行氨水调整PH、过滤等预处理工序,工艺过程复杂,且投资成本大;另外调pH要投加大量的碱,运行费用高,限制了它的推广应用。
2)现有滤膜的水回收率较低,需要经过多次滤膜过滤后才能进行蒸发,且蒸发时的浓盐水体量大,耗费蒸发资源的同时降低废水处理效率。
综上,研制一种耐酸纳滤膜和使用耐酸纳滤膜的系统为磷酸铁废水处理工艺提供了新的思路和方案,可弥补市场磷酸铁废水处理技术的不足,对市场上磷酸铁的生产及应用具有重要意义。
发明内容
本发明意在提供一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,以解决现有磷酸铁废水处理前需要使用大量氨水调节pH,从而增大处理成本的技术问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,包括预处理阶段、纳滤膜浓缩阶段和多效蒸发阶段,所述纳滤膜浓缩阶段包括多级纳滤膜过滤装置对磷酸铁废水的过滤浓缩,所述纳滤膜为耐酸纳滤膜。
本方案的原理及优点是:
1、相比于现有技术中母液均需要调节pH后再进入反渗透单元不同,本方案技术中母液经预处理阶段后直接进入纳滤膜浓缩阶段,打破磷酸铁废水处理技术的技术壁垒,同时有效避免加碱液调节母液pH时大量水随碱进入母液中,从而增大了废水处理体量;或需要投入大量的碱,增加运行成本。申请人实验发现,本方案相对于传统工艺用氨水调节pH工艺节约水处理费用至少3元/吨,本方案显著节约了水资源和水处理资源。
2、与现有技术使用常规纳滤膜不同,本方案首次采用耐酸纳滤膜制作多级纳滤膜过滤装置,克服了磷酸铁废水的技术偏见,具有更加简易的母液处理流程及更优的磷酸铁废水处理效果;且本方案耐酸纳滤膜对酸的耐受效果好,适用于推广至各种酸性废水的处理。
3、本方案的磷酸盐废水在纳滤膜浓缩阶段经多级纳滤膜过滤装置进行过滤浓缩,显著降低废水中的溶质含量,便于处理后的废水的再利用;同时,提升废水回收率,如本方案处理151m3/h的废水仅产生29m3/h浓盐水,显著提升废水的资源利用率;且浓缩后的浓盐水中硫酸铵含量可达17%~20%,远超现有技术中行业同等水平(约8%~10%),本方案通过减少多效蒸发阶段进水量,显著降低多效蒸发阶段的投资及处理成本。
优选的,所述预处理阶段包括叠片过滤阶段和超滤阶段;所述纳滤膜浓缩阶段包括多级反渗透(RO)阶段、母液反渗透阶段、多级洗水反渗透阶段和清水反渗透阶段。
采用上述方案,叠片过滤阶段去除水中的较大悬浮物等杂质,超滤阶段进一步去除水中的悬浮物、胶体、大分子有机物等;两则均不涉及现有技术中对废水的pH调节和除硬工序,简化磷酸盐废水的处理工序;多级纳滤膜浓缩阶段则有效截留磷酸铁废水中的各类无机离子,且通过调节每级阶段中各级装置中纳滤膜组件的数量,使得水的回收率大大提高,显著提升废水处理效果。
优选的,包括如下步骤:
S1:叠片过滤阶段,磷酸盐废水母液经泵送至叠片过滤器进行过滤,产生浓水Ⅰ和清水Ⅰ,浓水Ⅰ经板框压滤后汇集至磷酸盐废水母液中;
S2:超滤阶段,S1产生的清水Ⅰ流过超滤膜装置,获得浓水Ⅱ和清水Ⅱ;浓水Ⅱ经板框压滤后汇集至磷酸盐废水母液中;
S3:多级反渗透(RO)阶段,S2产生的清水Ⅱ经三级RO装置(分别为第一级RO装置、第二级RO装置和第三级RO装置)进行浓缩,获得浓盐水Ⅰ和清水Ⅲ;
S4:母液反渗透阶段,S3所得清水Ⅲ经母液反渗透装置浓缩,获得浓水Ⅲ和清水Ⅳ;
S5:多级洗水反渗透阶段,所述浓水Ⅲ进入二级洗水反渗透装置(分别为第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置)过滤,获得浓水Ⅳ和清水Ⅴ,浓水Ⅳ重新进入第一级RO装置进行浓缩;
S6:清水反渗透阶段,清水Ⅳ和清水Ⅴ汇集后进入清水反渗透装置,获得浓水Ⅴ和清水Ⅵ;
S7:多效蒸发阶段,S3所得浓盐水Ⅰ经多效蒸发获得固体1和清水Ⅶ。
采用上述方案,磷酸盐废水在不经过pH调节和除硬工序的情况下,通过多级纳滤膜浓缩阶段中各级反渗透装置的合理设置,使得磷酸盐废水中的水和溶质分离,申请人实验证明,本方案浓盐水Ⅰ中硫酸铵含量可达17%~20%,远超现有技术中行业同等水平(约10%),显著降低了多效蒸发阶段的设备成本,具有意想不到的技术效果。
优选的,所述超滤阶段还包括出水检测阶段,检测指标为浊度≤0.5NTU,SDI≤3。采用上述方案,预处理阶段的出水符合反渗透阶段装置的进水水质要求,保证反渗透的正常稳定运行,延长多级纳滤膜系统的清洗周期及寿命。
优选的,所述磷酸盐废水进入超滤装置前包括自清洗过滤器对废水的过滤,所述自清洗过滤器的过滤精度为100~300μm;所述磷酸盐废水进入每级反渗透装置前均包括保安过滤器对废水的过滤,所述保安过滤器的过滤精度为5μm;所述叠片过滤阶段和超滤阶段均设有反洗装置,反洗水回至前端板框压滤,并回至母液收集调节水池。采用上述方案,能有效地除去废水中的悬浮物、微粒、铁锈等杂质,避免废水中的杂质对超滤阶段的超滤膜及反渗透阶段的耐酸纳滤膜造成影响,从而降低膜的使用寿命。
优选的,在S3中,所述废水在进入第一级RO装置的保安过滤器前包括添加阻垢剂阶段,所述阻垢剂为低磷复合阻垢剂。采用上述方案,可以有效提高水中的难溶物质(如硫酸钡、硫酸锶、氟化钙和二氧化硅等)的饱和度;同时使用的阻垢剂是低磷的有机复合物,避免排放后对自然水体产生富营养化的影响。
优选的,在S3中,清水Ⅱ经第一级RO装置过滤后产生的浓盐水进入S7中完成多效蒸发,第一级RO装置产生的清水则进入第二级RO装置进行浓缩,第二级RO装置产生的浓水经第三级RO装置进行浓缩产生的浓盐水进入S7完成多效蒸发,第三级RO装置产生的清水则与第一级RO装置产生的清水汇合,再次进入第二级RO装置进行浓缩;第二级RO装置产生的清水则进入母液反渗透装置进行浓缩。
采用上述方案,初步浓缩和分离废水中的无机物和水,其中含有无机物的高浓度盐水直接进入多效蒸发装置完成固液分离,得到能运用至化工复合肥中的产品和能循环至磷酸铁生产阶段或车间其他用水点,提升废水中水和无机盐的利用率。
优选的,在S5中,进入多级洗水反渗透阶段的废水还包括磷酸铁生产过程中清洗装置产生的洗水,包括第一洗水和第二洗水;母液反渗透装置产生的浓水与第二洗水经第二级洗水反渗透装置浓缩,产生的浓水与第一洗水汇集后进入第一级反渗透装置进行浓缩,产生的浓水重新进入反渗透阶段,母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置和第二级洗水反渗透装置产生的清水汇集后进入清水反渗透装置进行浓缩。
采用上述方案,经多级反渗透装置浓缩后的清水和生产过程中产生的低浓度洗水在余下的反渗透装置中进一步完成浓缩,产生的浓水重新进入反渗透阶段,产生的清水则可循环至磷酸铁的生产阶段或车间其他用水点,实现资源的重复利用,减少废水排放量。
优选的,在S3中,第一级RO装置、第二级RO装置、第三级RO装置、母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置和清水反渗透装置中耐酸纳滤膜组件的数量比为9:10:3:5:7:5:10,且各级反渗透装置中耐酸纳滤膜组件均串联设置,两端均设有压力计;相邻反渗透装置之间管道连接储水池。采用上述方案,有效根据车间实际生产情况组装各级反渗透装置,提升磷酸盐废水的处理效果和效率。
优选的,在S3~S6中,各级反渗透装置的压力均设置为:进水压为1.0~3.0MPa,出水压为0.5~1.5MPa;所述一级RO装置的回水率为80%,二级RO装置的回水率为65%,三级RO装置的回水率为42%,母液反渗透装置的回水率为75%,清水反渗透装置的回水率为85%。采用上述方案,便于废水在反渗透装置中充分浓缩,提升水的回收率和废水处理效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程示意图。
图2为本发明实施例中超滤系统的流程示意图。
图3为本发明实施例1中废水量平衡图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明,但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明,下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,所用的实验方法均为常规方法。
本发明技术方案磷酸铁废水依次经过预处理阶段、纳滤膜浓缩阶段和多效蒸发阶段的过滤浓缩和蒸发结晶,将磷酸盐废水中的水和无机盐回收重新利用。磷酸盐废水按图1所示的工艺流程示意图进行处理,在不经过pH调节和除硬工序的情况下,通过多级纳滤膜浓缩阶段中各级反渗透装置的合理设置,使得磷酸盐废水中的水和溶质分离,且将水和溶质分别回收利用,显著降低了磷酸铁废水的处理成本的同时提升资源利用效率,具有意想不到的技术效果。
实施例1、对比例1~2在工艺流程上的差异及运行成本对比如表1所示。以实施例1为例,说明本方案应用耐酸纳滤膜的多级膜浓缩系统处理磷酸铁废水处理的新工艺。
实施例1
一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,依托于多级膜浓缩系统完成,包括如下步骤:
S1:叠片过滤阶段,磷酸盐废水母液依次流过自清洗过滤器(如图2中所示过滤器)和超滤装置叠片过滤器,完成母液过滤,产生的浓水/反洗水经板框压滤后汇入磷酸盐废水母液中,产生的清水进入下一级过滤阶段;
S2:超滤阶段,S1中叠片过滤器产生的清水依次流过自清洗过滤器(如图2中所示过滤器)和超滤装置,获得浓水Ⅱ和清水Ⅱ;浓水Ⅱ经板框压滤后汇集至磷酸盐废水母液中;
其中自清洗过滤器的过滤精度为200μm(可选范围为100~300μm);经过叠片过滤阶段和超滤阶段处理的废水,按照GB/T 13200-1991及ASTM D4189-1995(2002)所示的检测方法检测水质,为浊度=0.25NTU,SDI=2.3(可选范围水质浊度≤0.5NTU,SDI≤3);符合反渗透装置的进水水质要求(参考推荐性国家标准GB/T 19249-2017),保证反渗透的正常稳定运行,延长膜系统的清洗周期及寿命;
如图2所示,叠片过滤阶段和超滤阶段均设有反洗装置,具体为滤液反洗槽,浓水进入滤液反洗槽后被泵送回滤膜装置(分别为叠片过滤器和超滤装置),过程中可增加化学试剂进行化学试剂反洗(根据进水水质特点选择氧化剂(NaOCl)、碱(NaOH)、酸(HCl、H2SO4)或不添加化学试剂等),反洗水回至前端板框压滤,压滤产生的滤液汇入磷酸盐废水母液中;
S3:多级反渗透(RO)阶段,S2产生的清水Ⅱ添加阻垢剂后,经过保安过滤器(图中未示出)和三级RO装置(分别为第一级RO装置、第二级RO装置和第三级RO装置)进行浓缩,获得浓盐水Ⅰ和清水Ⅲ;
其中保安过滤器的过滤精度为5μm,截留前端处理漏过的颗粒杂质,以防止颗粒杂质进入反渗透膜(耐酸纳滤膜,购买自时代沃顿公司),从而影响反渗透膜的使用寿命;
本实施例具体为清水Ⅱ经保安过滤器和第一级RO装置过滤后产生的浓盐水进入S7中完成多效蒸发,第一级RO装置产生的清水再经保安过滤器和第二级RO装置浓缩,产生的浓水再经保安过滤器和第三级RO装置浓缩,产生的浓盐水进入S7完成多效蒸发,第三级RO装置产生的清水则与第一级RO装置产生的清水汇合,再次进入第二级RO装置进行浓缩;第二级RO装置产生的清水则进入母液反渗透装置进行浓缩。
S4:母液反渗透阶段,S3所得清水Ⅲ经保安过滤器和母液反渗透装置浓缩,获得浓水Ⅲ和清水Ⅳ;
S5:多级洗水反渗透阶段,S4所得浓水Ⅲ和磷酸铁生产过程中清洗装置产生的洗水汇集后进入二级洗水反渗透装置(分别为第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置)过滤,获得浓水Ⅳ和清水Ⅴ,浓水Ⅳ重新进入第一级RO装置进行浓缩;
具体为母液反渗透装置产生的浓水与第二洗水经保安过滤器和第二级洗水反渗透装置浓缩,产生的浓水与第一洗水汇集后经保安过滤器和第一级反渗透装置浓缩,产生的浓水重新进入第一级RO装置进行过滤,母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置和第二级洗水反渗透装置产生的清水汇集后进入清水反渗透装置进行浓缩。
S6:清水反渗透阶段,清水Ⅳ和清水Ⅴ汇集后经保安过滤器和清水反渗透装置浓缩,获得浓水Ⅴ和清水Ⅵ;
其中第一级RO装置、第二级RO装置、第三级RO装置、母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置和清水反渗透装置中耐酸纳滤膜组件的数量比为9:10:3:5:7:5:10,且各级反渗透装置中耐酸纳滤膜组件均串联设置;本实施例具体为:第一级RO装置包含串联的54支耐酸纳滤膜柱、第二级RO装置包含串联的60支耐酸纳滤膜柱、第三级RO装置包含串联的18支耐酸纳滤膜柱、母液反渗透装置包含串联的30支耐酸纳滤膜柱、第一级洗水反渗透装置包含串联的42支耐酸纳滤膜柱、第二级洗水反渗透装置包含串联的30支耐酸纳滤膜柱和清水反渗透装置包含串联的60支耐酸纳滤膜柱;相邻反渗透装置之间设置储水池,且各级反渗透装置的压力均设置为:进水压为1.0~3.0MPa,出水压为0.5~1.5MPa;一级RO装置的回水率为80%,二级RO装置的回水率为65%,三级RO装置的回水率为42%,母液反渗透装置的回水率为75%,清水反渗透装置的回水率为85%。
S7:多效蒸发阶段,S3所得浓盐水Ⅰ经多效蒸发获得固体1和清水Ⅶ,固体为硫酸铵晶体,用于制备复合磷酸肥;清水Ⅵ和清水Ⅶ则循环至磷酸铁生产用水或车间其他用水点。
实验用磷酸铁废水为某新能源企业年产4万吨磷酸铁项目配套的磷酸铁高盐废液零排放处理项目,其进水水质指标如表2所示,处理后的废水指标见表3。该项目每小时产生151m3废水,其中母液58m3,一洗水58m3,二洗水35m3。
实施例1在磷酸铁废水处理过程中,使用多级膜浓缩工艺回用大部分产水,其浓水送至多效蒸发阶段,实现液体零排放处理。
对比例1为一洗水、二洗水及母液均通过调节pH的方式+膜浓缩过滤+多效蒸发的方式对磷酸铁废水进行处理;对比例2为一洗水、二洗水经膜浓缩过滤后与母液一起经多效蒸发的方式处理磷酸铁废水,其中对比例1和对比例2中用的膜为耐酸纳滤膜。
表1实施例1、对比例1~2的工艺流程及运行成本对比
实验数据表明,采用本发明技术方案处理磷酸铁废水(包括母液、一洗水、二洗水等)具有更好的经济效益,具体表现在运行成本更低:如实施例1中年运行成本均明显低于对比例1和对比例2,表明在使用相同耐酸膜处理相同设备生产的等量废水的情况下,本方案的处理系统及工艺具有更高效的处理效率和更低的处理成本,显著节约运行成本。且经本工艺处理的废水量明显降低,具体表现为实施例1采用本方案所示系统及工艺处理151m3/h的磷酸铁废水,最终进入蒸发段的废水量仅为29m3/h,显著低于对比例1和对比例2中进入蒸发段的废水量(对比例1为39m3/h,对比例2为71m3/h),表明本方案回收的回用水量更多,从而使得更少的废水、更高硫酸铵含量的浓盐水进入蒸发段,进而显著降低蒸发段处理浓盐水的处理成本。
表2进水水质指标
表3处理后的废水指标
实验数据表明,实施例1所得产水的指标满足废水排放各项指标,完全适合作为回用水重新投入磷酸铁生产装置。
实施例1中预处理阶段(包括叠片过滤器和超滤装置)、反渗透阶段(包括各级反渗透过滤装置)的进水和出水中废水量变化详见表3,各处理阶段的水量平衡图详见图3。
表3预处理阶段、反渗透阶段各级装置的废水进出水量变化
实验数据表明,本发明技术方案首先采用叠片过滤器和超滤装置对磷酸盐废水进行处理,且利用叠片过滤器和超滤装置中的滤液反洗槽进行反洗,并将反洗水送至板框压滤,经板框压滤压滤产生的滤液重新汇入磷酸盐废水母液中;有效保证过滤装置的过滤效果,避免反洗水进入下一级过滤装置加重过滤装置负担,降低过滤装置的处理寿命。
经超滤装置处理获得的清水进入多级RO装置,具体为三级RO装置,并通过规划将第二级RO装置和第三RO装置形成循环回路,显著降低多级RO装置输出的清水中的溶质浓度,同时充分回收废水中的水资源,降低进入蒸发系统的浓盐水量,从而降低蒸发系统的处理成本。母液反渗透装置、洗水反渗透装置及清水反渗透装置之间也形成循环回路,显著降低废水中的溶质浓度,便于回用水再进入磷酸铁生产装置中实现废水的再利用。
本方案根据各级过滤装置中溶质浓度设置合理的循环过滤回路,在废水浓度较高的装置前增加了废水处理自清洁过滤器,在不损伤过滤装置的情况下,尽可能的提升废水处理效率。本方案中多级过滤系统之间协同增效,显著提升磷酸铁废水的处理效果,回收磷酸铁废水中的水资源,实现废水资源利用;且本方案因采用耐酸纳滤膜,无须对废水进行调节pH,简化废水处理流程,进一步降低整个工艺所需成本,使得本方案广泛适用于各种酸性废水的处理。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:包括预处理阶段、纳滤膜浓缩阶段和多效蒸发阶段,所述纳滤膜浓缩阶段包括多级纳滤膜过滤装置对磷酸铁废水的过滤浓缩,所述纳滤膜为耐酸纳滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:所述预处理阶段包括叠片过滤阶段和超滤阶段;所述纳滤膜浓缩阶段包括多级反渗透(RO)阶段、母液反渗透阶段、多级洗水反渗透阶段和清水反渗透阶段。
3.根据权利要求2所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:包括如下步骤:
S1:叠片过滤阶段,磷酸盐废水母液经泵送至叠片过滤器进行过滤,产生浓水Ⅰ和清水Ⅰ,浓水Ⅰ经板框压滤后汇集至磷酸盐废水母液中;
S2:超滤阶段,S1产生的清水Ⅰ流过超滤膜装置,获得浓水Ⅱ和清水Ⅱ;浓水Ⅱ经板框压滤后汇集至磷酸盐废水母液中;
S3:多级反渗透(RO)阶段,S2产生的清水Ⅱ经三级RO装置(分别为第一级RO装置、第二级RO装置和第三级RO装置)进行浓缩,获得浓盐水Ⅰ和清水Ⅲ;
S4:母液反渗透阶段,S3所得清水Ⅲ经母液反渗透装置浓缩,获得浓水Ⅲ和清水Ⅳ;
S5:多级洗水反渗透阶段,所述浓水Ⅲ进入二级洗水反渗透装置(分别为第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置)过滤,获得浓水Ⅳ和清水Ⅴ,浓水Ⅳ重新进入第一级RO装置进行浓缩;
S6:清水反渗透阶段,清水Ⅳ和清水Ⅴ汇集后进入清水反渗透装置,获得浓水Ⅴ和清水Ⅵ;
S7:多效蒸发阶段,S3所得浓盐水Ⅰ经多效蒸发获得固体1和清水Ⅶ。
4.根据权利要求3所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:所述超滤阶段还包括出水检测阶段,检测指标为浊度≤0.5NTU,SDI≤3。
5.根据权利要求4所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:所述磷酸盐废水进入超滤装置前包括自清洗过滤器对废水的过滤,所述自清洗过滤器的过滤精度为100~300μm;所述磷酸盐废水进入每级反渗透装置前均包括保安过滤器对废水的过滤,所述保安过滤器的过滤精度为5μm;所述叠片过滤阶段和超滤阶段均设有反洗装置,反洗水回至前端板框压滤,并回至母液收集调节水池。
6.根据权利要求5所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:在S3中,所述废水在进入第一级RO装置的保安过滤器前包括添加阻垢剂阶段,所述阻垢剂为低磷复合阻垢剂。
7.根据权利要求6所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:在S3中,清水Ⅱ经第一级RO装置过滤后产生的浓盐水进入S7中完成多效蒸发,第一级RO装置产生的清水则进入第二级RO装置进行浓缩,第二级RO装置产生的浓水经第三级RO装置进行浓缩产生的浓盐水进入S7完成多效蒸发,第三级RO装置产生的清水则与第一级RO装置产生的清水汇合,再次进入第二级RO装置进行浓缩;第二级RO装置产生的清水则进入母液反渗透装置进行浓缩。
8.根据权利要求7所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:在S5中,进入多级洗水反渗透阶段的废水还包括磷酸铁生产过程中清洗装置产生的洗水,包括第一洗水和第二洗水;母液反渗透装置产生的浓水与第二洗水经第二级洗水反渗透装置浓缩,产生的浓水与第一洗水汇集后进入第一级反渗透装置进行浓缩,产生的浓水重新进入反渗透阶段,母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置和第二级洗水反渗透装置产生的清水汇集后进入清水反渗透装置进行浓缩。
9.根据权利要求8所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:在S3中,第一级RO装置、第二级RO装置、第三级RO装置、母液反渗透装置、第一级洗水反渗透装置、第二级洗水反渗透装置和清水反渗透装置中耐酸纳滤膜组件的数量比为9:10:3:5:7:5:10,且各级反渗透装置中耐酸纳滤膜组件均串联设置,两端均设有压力计;相邻反渗透装置之间管道连接储水池。
10.根据权利要求9所述的一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺,其特征在于:在S3~S6中,各级反渗透装置的压力均设置为:进水压为1.0~3.0MPa,出水压为0.5~1.5MPa;所述一级RO装置的回水率为80%,二级RO装置的回水率为65%,三级RO装置的回水率为42%,母液反渗透装置的回水率为75%,清水反渗透装置的回水率为85%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210432027.2A CN114716089A (zh) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210432027.2A CN114716089A (zh) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114716089A true CN114716089A (zh) | 2022-07-08 |
Family
ID=82246333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210432027.2A Pending CN114716089A (zh) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114716089A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117049732A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-14 | 深圳市华虹清源环保科技有限公司 | 磷酸铁生产废水处理方法及装置 |
CN118026446A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-05-14 | 莱特莱德(上海)技术有限公司 | 一种分离净化磷酸铁酸性母液废水的处理方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104671496A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-06-03 | 山东国信环境系统股份有限公司 | 磷酸铁漂洗水回收处理装置及其回收处理方法 |
CN107082522A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-08-22 | 绍兴齐英膜科技有限公司 | 一种磷酸铁废水的处理工艺及处理装置 |
CN209602165U (zh) * | 2019-01-03 | 2019-11-08 | 江苏凯米膜科技股份有限公司 | 一种磷酸铁废水零排放处理装置 |
CN214088028U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-08-31 | 江苏卓博环保科技有限公司 | 磷酸铁废水资源化处理装置 |
CN113402046A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-17 | 江苏卓博环保科技有限公司 | 钠法磷酸铁生产老化母液资源化处理装置及方法 |
CN113860546A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 四川思达能环保科技有限公司 | 生产无水磷酸铁的废水的处理系统以及处理方法 |
CN114314988A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 中化(浙江)膜产业发展有限公司 | 一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统及其方法 |
-
2022
- 2022-04-22 CN CN202210432027.2A patent/CN114716089A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104671496A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-06-03 | 山东国信环境系统股份有限公司 | 磷酸铁漂洗水回收处理装置及其回收处理方法 |
CN107082522A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-08-22 | 绍兴齐英膜科技有限公司 | 一种磷酸铁废水的处理工艺及处理装置 |
CN209602165U (zh) * | 2019-01-03 | 2019-11-08 | 江苏凯米膜科技股份有限公司 | 一种磷酸铁废水零排放处理装置 |
CN214088028U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-08-31 | 江苏卓博环保科技有限公司 | 磷酸铁废水资源化处理装置 |
CN113402046A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-09-17 | 江苏卓博环保科技有限公司 | 钠法磷酸铁生产老化母液资源化处理装置及方法 |
CN113860546A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 四川思达能环保科技有限公司 | 生产无水磷酸铁的废水的处理系统以及处理方法 |
CN114314988A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 中化(浙江)膜产业发展有限公司 | 一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统及其方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117049732A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-14 | 深圳市华虹清源环保科技有限公司 | 磷酸铁生产废水处理方法及装置 |
CN118026446A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-05-14 | 莱特莱德(上海)技术有限公司 | 一种分离净化磷酸铁酸性母液废水的处理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101402509B (zh) | 处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法 | |
CN103663547A (zh) | 钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺 | |
CN114716089A (zh) | 一种多级膜浓缩的磷酸铁废水处理新工艺 | |
CN105906111A (zh) | 一种通过电渗析技术从煤化工废水中分离盐的方法 | |
CN102774994B (zh) | 组合式膜分离回收含盐废水工艺 | |
CN218403895U (zh) | 一种磷酸铁废水的处理装置 | |
CN110921887A (zh) | 电镀废水资源化处理方法 | |
CN102115272A (zh) | 铝氧化漂洗废水的处理及回用方法和设备 | |
CN104529020B (zh) | 一种汽车饰件电镀废水处理系统 | |
CN207210176U (zh) | 硝酸钠废水回收处理系统 | |
CN115108673B (zh) | 一种氧化法生产磷酸铁母液资源化处理的工艺 | |
CN201785261U (zh) | 铝氧化漂洗废水的处理及回用设备 | |
CN115991560A (zh) | 一种磷酸铁生产废水资源化的处理方法 | |
CN110818168A (zh) | 一种洗烟废水零排放技术处理系统及方法 | |
CN100469689C (zh) | 铅酸蓄电池极板生产中废硫酸的回收方法及设备 | |
CN106145457A (zh) | 一种废水资源全回收利用处理方法 | |
CN111875094B (zh) | 含铍废水综合处理工艺 | |
CN114620877A (zh) | 三元材料洗水的处理系统、处理方法和应用 | |
CN210885674U (zh) | 一种生化废水蒸发结晶零母液的处理系统 | |
CN110921949B (zh) | 一种电镀废水资源化处理方法 | |
CN114212935A (zh) | 含铅废水中回收高品质硫酸钠的零排放装置及其回收方法 | |
CN104724841A (zh) | 一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法 | |
CN205635230U (zh) | 一种高效节能含盐废水处理系统 | |
CN221500830U (zh) | 一种水洗磷石膏废水净化处理系统 | |
CN204417261U (zh) | 汽车饰件电镀废水处理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |