CN216584613U - 一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统。该系统中，磷酸铁漂洗水处理模块包括依次连接的漂洗水调节装置、第一混合沉淀装置、第一多介质过滤器与第一超滤装置；第一混合沉淀装置连接有第一板框压滤机；第一板框压滤机与第一多介质过滤器连接；磷酸铁母液处理模块包括依次连接的母液调节装置、反应装置、第二多介质过滤器与第二超滤装置，第一超滤装置和第二超滤装置与反渗透模块连接；蒸发结晶分盐模块包括蒸发结晶分盐系统，蒸发结晶分盐系统上设有进液口、出盐口和冷却水出口，且反渗透模块与进液口连接，冷却水出口还与反渗透模块连接。经本申请系统处理后，最终的回用水可作为漂洗水回用，结晶盐可回收，达到零排放的目的。

Description

一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统

技术领域

本实用新型具体涉及一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统。

背景技术

随着我国磷酸铁锂电池市场需求大幅增长，作为磷酸铁锂电池正极材料理想前驱体的磷酸铁的需求量也日益增大，而生产磷酸铁材料的工艺也越来越先进，目前，氨法生产磷酸铁工艺逐渐成为主流。在用氨法合成磷酸铁时，会产生大量废水，因受工艺和原材料的影响，废水中主要成分含有高浓度的氮、磷、氟、铁、锰等重金属，镁等碱土金属，少量的镍、钴、锌等其他重金属，部分氟离子，处理难度极大，处理方法不当，不仅会对环境造成极大的影响，而且还会影响生产设备的使用寿命，增加运营成本，甚至制约企业的发展。

现有技术处理磷酸铁废水的方案主要有：石灰沉淀法，通过投加石灰沉淀磷酸铁废水中的磷酸根，但该法无法去除氨氮，需进一步增加去氨氮的措施，同时，产生大量的污泥，废水中的总盐也超标，不能满足环保要求；磷酸氨镁法(例如CN104609630B)，通过投加MgO和NaOH，将母液与漂洗水同时处理(两种废水的组成不同，导致资源浪费)，去除总磷和氨氮，然后浓缩后进入蒸发结晶装置，废盐外送，该法废盐需外送处理，运行费用高。

现有技术CN105000744B中采用的方案为：加氨+管式微滤+一级RO+二级RO+浓水RO+蒸发结晶，浓水RO浓水+母液一起进蒸发结晶，反渗透透(RO)浓缩倍率不够，能耗偏高；pH调节至3.6-6，只能部分除重金属和硬度离子；母液未进行前期预处理，存在大量的重金属离子、钙镁和氟离子，蒸发结晶结垢倾向会非常严重；没有废气吸收措施。

现有技术CN104609631B中采用方案为：前处理系统(PT)+反渗透处理系统(RO)+蒸发结晶处理系统(VC)，其中针对的废水是“经废水处理站氮、磷回收处理后的产水”。

现有技术CN204939035U中采用方案为：磷酸铁废水调节池+一级反渗透，一级反渗透浓水进浓水反渗透，一级反渗透产水和浓水反渗透浓水进二级反渗透，二级反渗透产水回用，浓水反渗透浓水作为生产复合肥的原料或进蒸发结晶装置产生混盐；其中漂洗水与母液混合处理、且直接调节后进入反渗透，对于反渗透装置的要求非常高；没有废气吸收措施。

现有技术CN204939147U采用方案为：调节池+一级反渗透+二级反渗透，二级反渗透产水回用，二级反渗透浓水回调节池，一级反渗透浓水进电渗析，电渗析产水回调节池，电渗析浓水去化肥厂；其中漂洗水与母液混合处理、且直接调节后进入反渗透，对于反渗透装置的要求非常高；没有废气吸收措施；采用电渗析，运行能耗更高。

现有技术CN209602165U公开了一种磷酸铁废水零排放处理装置，采用方案为：预处理系统+超滤系统+纳滤系统+反渗透系统。其中漂洗水与母液混合处理，浪费资源；预处理仅除铁，缺少去除其他重金属、硬度离子、氟离子及去除部分有机物的措施；对于浓水直接采用磷酸回收，蒸发浓缩后的废水依然要进行排放。

基于现有技术的发展情况，可以发现，

①磷酸铁废水中的漂洗水与母液均是混合处理：而磷酸铁废水主要有母液和漂洗水构成，前者浓度较后者高：处理前漂洗水TDS(总含盐量)4500-16000mg/L、NH₃-N(氨氮)1000-4000mg/L、TP(总磷)200-1500mg/L、pH2.3-2.6，处理前母液TDS(总含盐量)40000-60000mg/L、NH₃-N(氨氮)4000-8000mg/L、TP(总磷)2000-8000mg/L、pH1.6-2.0；直接将两股水通入反渗透系统存在设备、能耗的浪费(低浓度漂洗水稀释了高浓度的母液，然后又通过RO系统浓缩，存在重复过程)。

②现有技术中磷酸铁废水处理系统并未完全实现零排放，要么所处理的废水已经是经过厂家预处理后的废水，要么仅仅到浓缩盐后就结束、浓缩后的废水依然要排放，要么并不能有效去除氨氮磷、金属离子等，要么是经调节后的废水直接进入反渗透、超滤装置，对这些精密的过滤装置负荷大，额外增加运行成本和处理过程。

因此，亟需一种磷酸铁废水处理系统及处理方法，不仅能够分开、且有效处理漂洗水与母液，还能够实现系统内部的完整循环，实现真正意义上的零排放(水回用+盐回收)，并去除相关离子保证设备长期稳定运行，从而促进磷酸铁锂电池工业的发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术中磷酸铁废水中的漂洗水与母液混合处理导致资源浪费，以及磷酸铁废水的处理系统内部无法构成完整的循环回路，从而无法实现真正意义上的零排放的缺陷，而提供一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统。

本实用新型是通过以下技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其包括磷酸铁漂洗水处理模块、磷酸铁母液处理模块、反渗透模块和蒸发结晶分盐模块；所述磷酸铁漂洗水处理模块、所述磷酸铁母液处理模块独立地与所述反渗透模块连接，所述反渗透模块的浓水管道与所述蒸发结晶分盐模块连接；

所述磷酸铁漂洗水处理模块包括沿磷酸铁漂洗水的流动方向依次连接的漂洗水调节装置、第一混合沉淀装置、第一多介质过滤器与第一超滤装置；所述漂洗水调节装置上设有漂洗水进口，所述第一混合沉淀装置上设有第一pH调节剂入口；所述第一混合沉淀装置通过污泥管道连接有第一板框压滤机；所述第一板框压滤机的滤液管道与所述第一多介质过滤器连接、且所述第一板框压滤机上设有第一污泥出口；

所述磷酸铁母液处理模块包括沿磷酸铁母液的流动方向依次连接的母液调节装置、反应装置、第二多介质过滤器与第二超滤装置，所述母液调节装置上设有母液进口，所述反应装置上设有第二pH调节剂入口和回流液入口；

所述反渗透模块设有产水口，用于采出回用水；

所述磷酸铁漂洗水处理模块、所述磷酸铁母液处理模块分别通过所述第一超滤装置的滤液管道和所述第二超滤装置的滤液管道与所述反渗透模块连接；

所述蒸发结晶分盐模块包括蒸发结晶分盐系统，所述蒸发结晶分盐系统上设有进液口、出盐口和冷却水出口，且所述反渗透模块的浓水管道与所述进液口连接，所述冷却水出口还与所述反渗透模块连接。

可替换地，所述反渗透模块的浓水管道除与所述蒸发结晶分盐系统的进液口连接外，还设有一回流到所述第一超滤装置的浓水管道。

本实用新型中，较佳地，所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括阳离子交换树脂柱，所述第一超滤装置通过所述阳离子交换树脂柱与所述反渗透模块连接。

本实用新型中，较佳地，所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括脱碳装置，所述第一超滤装置通过所述脱碳装置与所述反渗透模块连接。

其中，更佳地，所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括阳离子交换树脂柱和脱碳装置，所述第一超滤装置、所述阳离子交换树脂柱、所述脱碳装置与所述反渗透模块依次连接。阳离子交换树脂等工艺，有效解决浓缩过程杂质离子富集对反渗透系统、蒸发结晶系统的危害。

本实用新型中，较佳地，所述第一多介质过滤器与所述第一超滤装置上均设有第一反洗进水口与第一反洗排水口，所述第一反洗排水口与所述第一混合沉淀装置的进水口连接。

其中，较佳地，所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括一第一滤水装置，所述第一混合沉淀装置与所述第一板框压滤机均通过所述第一滤水装置与所述第一多介质过滤器连通。所述第一滤水装置上较佳地还设有一第一反洗水输出口，所述第一反洗水输出口与所述第一反洗进水口连接。

本实用新型中，较佳地，所述母液调节装置与所述反应装置之间设有一母液换热器。

本实用新型中，较佳地，所述磷酸铁母液处理模块还包括第二板框压滤机，第三板框压滤机与第二混合沉淀装置。

所述反应装置、所述第二板框压滤机、所述第二混合沉淀装置与所述第二多介质过滤器沿磷酸铁母液的流动方向依次连接。

所述第二板框压滤机上设有第一污泥出口，用于输出污泥。所述第二混合沉淀装置上设有第三pH调节剂入口、且所述第二混合沉淀装置的污泥管道与第三板框压滤机连接。所述第三板框压滤机的滤液管道与所述反应装置的回流液入口连接，且所述第三板框压滤机上设有第三污泥出口，用于输出污泥。

本实用新型中，较佳地，所述第二多介质过滤器与所述第二超滤装置上均设有第二反洗进水口与第二反洗排水口，所述第二反洗排水口与所述反应装置的回流液入口连接。

其中，较佳地，所述第二超滤装置的滤液管道上还设有第二滤水装置，所述第二滤水装置的出水口与所述反渗透模块连接。较佳地，所述第二滤水装置还设有一第二反洗水输出口，所述第二反洗水输出口与所述第二反洗进水口连接。

本实用新型中，所述反应装置较佳地还设有第二污泥出口，用于排出污泥。

本实用新型中，较佳地，所述反渗透模块包括废水反渗透模块与浓水反渗透模块。所述磷酸铁漂洗水处理模块通过所述第一超滤装置的滤液管道与所述废水反渗透模块的进液口连接。所述磷酸铁母液处理模块通过所述第二超滤装置的滤液管道与所述浓水反渗透模块的进液口连接。所述废水反渗透模块的浓水管道与所述浓水反渗透模块的进液口连接。

所述产水口设于所述废水反渗透模块上。

所述浓水反渗透模块的浓水管道与所述蒸发结晶分盐系统的进液口连接、且所述浓水反渗透模块的产水管道与所述废水反渗透模块连接。

所述蒸发结晶分盐系统的冷却水出口与所述浓水反渗透模块连接。

可替换地，所述浓水反渗透模块的浓水管道除与所述蒸发结晶分盐系统连接外，还设有一回流到所述第一超滤装置的浓水管道。

其中，一般地，所述废水反渗透模块和/或所述浓水反渗透模块包括若干个依次串联的单级反渗透装置。较佳地，所述单级反渗透装置的数量为1-3。该情况下，所述废水反渗透模块上的产水口一般是指最后一个单级反渗透装置上的产水口；同时，所述废水反渗透模块中各个单级反渗透装置的浓水管道均与浓水反渗透模块连接。与所述废水反渗透模块连接的所述浓水反渗透模块的产水管道也一般是指最后一个单级反渗透装置的产水管道；同时，所述浓水反渗透模块中各个单级反渗透装置的浓水管道一般均与所述蒸发结晶分盐系统连接。

其中，更佳地，所述废水反渗透模块包括通过产水管道依次连接的一级反渗透装置、二级反渗透装置与终端反渗透装置。所述磷酸铁漂洗水处理模块通过所述第一超滤装置的滤液管道与所述一级反渗透装置的进液口连接；且所述产水口设于所述终端反渗透装置上。

所述浓水反渗透模块包括浓水一级反渗透装置、浓水二级反渗透装置和提浓反渗透装置。

所述一级反渗透装置的浓水管道与所述浓水一级反渗透装置连接，所述浓水一级反渗透装置通过产水管道依次与所述浓水二级反渗透装置与所述终端反渗透装置连接。

所述二级反渗透装置的浓水管道与所述浓水二级反渗透装置连接。

所述浓水一级反渗透装置的浓水管道与所述提浓反渗透装置连接，且所述提浓反渗透装置的浓水管道与所述蒸发结晶分盐系统的进液口连接、所述提浓反渗透装置的产水管道以及所述蒸发结晶分盐系统的冷却水出口均与浓水二级反渗透装置连接。

在该更佳的技术方案中，可替换地，除所述提浓反渗透装置的浓水管道与所述蒸发结晶分盐系统连接外，所述浓水二级反渗透装置的浓水管道还与所述第一超滤装置的进口连接。

其中，较佳地，所述终端反渗透装置的浓水管道与所述浓水二级反渗透装置连接。

本实用新型中，分开处理母液、漂洗水，在两者的TDS接近的时候进入反渗透模块，确保了系统的合理设计，避免稀释、浓缩的重复，有效降低系统设备规模、运行能耗。

本实用新型中，所述蒸发结晶分盐系统可为本领域常规的用于蒸发结晶分盐的装置，例如依次串联的FC型结晶器和连续闪蒸结晶系统。

本实用新型中，所述第一多介质过滤器和/或所述第二多介质过滤器可为本领域常规，例如滤料为石英砂和活性炭，或者石英砂和活性无烟煤。其可以去除部分有机物和悬浮物。

本实用新型中，可根据需要，对系统进行补水，以补充系统因自然蒸发、污泥、和结晶盐中带出水分。

本实用新型还提供了中的磷酸铁废水处理和盐回收系统适用于磷酸铁废水的处理和盐回收方法，其包括：将待处理的磷酸铁废水中漂洗水由所述漂洗水调节装置上的漂洗水进口输入，并将待处理的磷酸铁废水中母液由所述母液调节装置上的母液进口输入；调节所述第一混合沉淀装置中的pH至8～9.5，并调节所述反应装置中的pH至5～6.5；由所述反渗透模块的产水口采出回用水、并由所述蒸发结晶分盐系统的出盐口输出盐。

本实用新型中，当所述磷酸铁废水的处理和盐回收系统包括第二混合沉淀装置时，还需调节所述第二混合沉淀装置中的pH至8～9.5。

本实用新型中，调节pH的方式可为本领域常规，例如采用氨水进行pH调节。

本实用新型中，通过调节pH可以去除重金属、钙镁等硬度离子、部分除氟等。

本实用新型中，当所述磷酸铁废水的处理和盐回收系统包括阳离子交换树脂柱时，所述阳离子交换树脂柱较佳地为弱酸阳床。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型所用试剂和原料均市售可得。

本实用新型的积极进步效果在于：

经本申请的磷酸铁废水处理系统之后，回用水中TDS(总含盐量)＜10mg/L、NH₃-N(氨氮)＜5mg/L、TP(总磷)＜0.5mg/L、pH 5.5-7.5，系统TDS(总含盐量)、NH₃-N(氨氮)、TP(总磷)的平均脱除率均在99.8％以上。其不仅解决了新能源磷酸铁废水的污染问题，而且最终的回用水可在磷酸铁生产工艺作为漂洗水回用，通过蒸发结晶分盐系统进行蒸发结晶分盐处理，得到高品质的硫铵和磷酸二氢铵，冷凝水回用处理，达到零排放的目的。

经本申请的磷酸铁废水处理系统之后，基本去除重金属，污泥可作为化肥原料，避免危废排放。

经本申请的磷酸铁废水处理系统之后，经本申请的磷酸铁废水处理系统之后，浓盐水中杂质得到较好的去除，可确保后续分盐结晶系统分离出高品质的结晶盐。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的磷酸铁废水的处理和盐回收系统。

图2为本实用新型实施例2的磷酸铁废水的处理和盐回收系统。

图3为本实用新型实施例3的磷酸铁废水的处理和盐回收系统。

附图标记说明

磷酸铁漂洗水处理模块 1

漂洗水调节装置 101

第一混合沉淀装置 102

第一多介质过滤器 103

第一超滤装置 104

第一板框压滤机 105

第一pH调节剂入口 106

第一滤水装置 107

阳离子交换树脂柱 108

脱碳装置 109

磷酸铁母液处理模块 2

母液调节装置 201

反应装置 202

第二多介质过滤器 203

第二超滤装置 204

第二pH调节剂入口 205

母液换热器 206

第二滤水装置 207

第三板框压滤机 208

第二混合沉淀装置 209

第二板框压滤机 210

第三pH调节剂入口 211

反渗透模块 3

废水反渗透模块 31

浓水反渗透模块 32

浓水二级反渗透装置 301

提浓反渗透装置 302

一级反渗透装置 303

二级反渗透装置 304

终端反渗透装置 305

浓水一级反渗透装置 306

蒸发结晶分盐模块 4

蒸发结晶分盐系统 41。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

如图1所示的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其包括磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2、反渗透模块3和蒸发结晶分盐模块4；磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2独立地与反渗透模块3连接，反渗透模块3与蒸发结晶分盐模块4连接；

磷酸铁漂洗水处理模块1包括沿磷酸铁漂洗水的流动方向依次连接的漂洗水调节装置101、第一混合沉淀装置102、第一多介质过滤器103与第一超滤装置104；漂洗水调节装置101上设有漂洗水进口，第一混合沉淀装置102上设有第一pH调节剂入口106；第一混合沉淀装置102通过污泥管道连接有第一板框压滤机105；第一板框压滤机105的滤液管道与第一多介质过滤器103连接、且第一板框压滤机105上设有第一污泥出口；

磷酸铁母液处理模块2包括沿磷酸铁母液的流动方向依次连接的母液调节装置201、反应装置202、第二多介质过滤器203与第二超滤装置204，母液调节装置201上设有母液进口，反应装置202上设有第二pH调节剂入口205和回流液入口(图中未示出)；

反渗透模块3设有产水口，用于采出回用水；

磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2分别通过第一超滤装置104的滤液管道和第二超滤装置204的滤液管道与反渗透模块3连接；

蒸发结晶分盐模块4包括蒸发结晶分盐系统41，蒸发结晶分盐系统41上设有进液口、出盐口和冷却水出口，且反渗透模块3的浓水管道的一股与进液口连接、另一股与第一超滤装置104连接，冷却水出口与反渗透模块3连接，出盐口用于输出盐。

实施例2

如图2所示的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，

其包括磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2、反渗透模块3和蒸发结晶分盐模块4；磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2独立地与反渗透模块3连接，反渗透模块3与蒸发结晶分盐模块4连接；

磷酸铁漂洗水处理模块1包括沿磷酸铁漂洗水的流动方向依次连接的漂洗水调节装置101、第一混合沉淀装置102、第一多介质过滤器103与第一超滤装置104；漂洗水调节装置101上设有漂洗水进口，第一混合沉淀装置102上设有第一pH调节剂入口106；第一混合沉淀装置102通过污泥管道连接有第一板框压滤机105；第一板框压滤机105的滤液管道与第一多介质过滤器103连接、且第一板框压滤机105上设有第一污泥出口；

磷酸铁母液处理模块2包括沿磷酸铁母液的流动方向依次连接的母液调节装置201、反应装置202、第二多介质过滤器203与第二超滤装置204，母液调节装置201上设有母液进口，反应装置202上设有第二pH调节剂入口205；

蒸发结晶分盐模块4包括蒸发结晶分盐系统41，蒸发结晶分盐系统41上还设有出盐口，用于输出盐。

本实施例中，反渗透模块3包括废水反渗透模块31与浓水反渗透模块32；磷酸铁漂洗水处理模块1通过第一超滤装置104的滤液管道与废水反渗透模块31的进液口连接；磷酸铁母液处理模块2通过第二超滤装置204的滤液管道与浓水反渗透模块32的进液口连接；废水反渗透模块31的浓水管道与浓水反渗透模块32的进液口连接；产水口设于废水反渗透模块31上；浓水反渗透模块32的浓水管道的一股与蒸发结晶分盐系统41连接、另一股与第一超滤装置104连接，且浓水反渗透模块32的产水管道与废水反渗透模块31连接；蒸发结晶分盐系统41的冷却水管道与浓水反渗透模块32连接。

本实施例中，磷酸铁漂洗水处理模块1包括阳离子交换树脂柱108和脱碳装置109，第一超滤装置104、阳离子交换树脂柱108、脱碳装置109与废水反渗透模块31依次连接。阳离子交换树脂(本实施例中为弱酸阳床)等工艺，有效解决浓缩过程杂质离子富集对反渗透系统、蒸发结晶系统的危害。

本实施例中，第一多介质过滤器103与第一超滤装置104上均设有第一反洗进水口与第一反洗排水口，第一反洗排水口与第一混合沉淀装置102的进水口连接。

本实施例中，磷酸铁漂洗水处理模块1还包括一第一滤水装置107，第一混合沉淀装置102与第一板框压滤机105均通过第一滤水装置107与第一多介质过滤器103连通。第一滤水装置107上还设有一第一反洗水输出口，第一反洗水输出口与第一反洗进水口连接。

本实施例中，母液调节装置201与反应装置202之间设有一母液换热器206。

本实施例中，第二多介质过滤器203与第二超滤装置204上均设有第二反洗进水口与第二反洗排水口，第二反洗排水口与反应装置202的回流液入口连接。

本实施例中，第二超滤装置204的滤液管道上还设有第二滤水装置207，第二滤水装置207的出水口与反渗透模块3连接。第二滤水装置207还设有一第二反洗水输出口，第二反洗水输出口与第二反洗进水口连接。

本实施例中，反应装置202还设有第四污泥出口，用于排出污泥。

本实施例中，废水反渗透模块31和浓水反渗透模块32均包括2个依次串联的单级反渗透装置(图中未示出)。该情况下，废水反渗透模块31上的产水口一般是指最后一个单级反渗透装置上的产水口；同时，废水反渗透模块31中各个单级反渗透装置的浓水管道均与浓水反渗透模块32连接。与废水反渗透模块31连接的浓水反渗透模块32的产水管道也一般是指最后一个单级反渗透装置的产水管道。

本实施例中，分开处理母液、漂洗水，在两者的TDS接近的时候进入反渗透模块3，确保了系统的合理设计，避免稀释、浓缩的重复，有效降低系统设备规模、运行能耗。

本实施例中，蒸发结晶分盐系统41按照本领域常规依次串联FC型结晶器和连续闪蒸结晶系统(图中未示出)。

实施例3

如图3所示的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，

其包括磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2、反渗透模块3和蒸发结晶分盐模块4；磷酸铁漂洗水处理模块1、磷酸铁母液处理模块2独立地与反渗透模块3连接，反渗透模块3与蒸发结晶分盐模块4连接；反渗透模块3的浓水管道除与蒸发结晶分盐系统41的进液口连接外，还设有一回流到第一超滤装置104的浓水管道；

磷酸铁漂洗水处理模块1包括沿磷酸铁漂洗水的流动方向依次连接的漂洗水调节装置101、第一混合沉淀装置102、第一多介质过滤器103与第一超滤装置104；漂洗水调节装置101上设有漂洗水进口，第一混合沉淀装置102上设有第一pH调节剂入口106；第一混合沉淀装置102通过污泥管道连接有第一板框压滤机105；第一板框压滤机105的滤液管道与第一多介质过滤器103连接、且第一板框压滤机105上设有第一污泥出口；

磷酸铁母液处理模块2包括沿磷酸铁母液的流动方向依次连接的母液调节装置201、反应装置202、第二多介质过滤器203与第二超滤装置204，母液调节装置201上设有母液进口，反应装置202上设有第二pH调节剂入口205和回流液入口；

蒸发结晶分盐模块4包括蒸发结晶分盐系统41，蒸发结晶分盐系统41上还设有出盐口，用于输出盐。

本实施例中，反渗透模块3包括废水反渗透模块31与浓水反渗透模块32；废水反渗透模块31包括通过产水管道依次连接的一级反渗透装置303、二级反渗透装置304与终端反渗透装置305；磷酸铁漂洗水处理模块1通过第一超滤装置104的滤液管道与一级反渗透装置303的进液口连接；且产水口设于终端反渗透装置305上；浓水反渗透模块32包括浓水一级反渗透装置306、浓水二级反渗透装置301和提浓反渗透装置302；一级反渗透装置303的浓水管道与浓水一级反渗透装置306连接，浓水一级反渗透装置306通过产水管道依次与浓水二级反渗透装置301与终端反渗透装置305连接；二级反渗透装置304的浓水管道与浓水二级反渗透装置301连接；浓水一级反渗透装置306的浓水管道与提浓反渗透装置302连接，且提浓反渗透装置302的浓水管道与蒸发结晶分盐系统41的进液口连接、提浓反渗透装置302的产水管道以及蒸发结晶分盐系统41的冷却水出口均与浓水二级反渗透装置301连接。

在本实施例中，除提浓反渗透装置302的浓水管道与蒸发结晶分盐系统41连接外，浓水二级反渗透装置301的浓水管道还与第一超滤装置104的进口连接。

本实施例中，磷酸铁漂洗水处理模块1包括阳离子交换树脂柱108和脱碳装置109，第一超滤装置104、阳离子交换树脂柱108、脱碳装置109与废水反渗透模块31依次连接。阳离子交换树脂(本实施例中为弱酸阳床)等工艺，有效解决浓缩过程杂质离子富集对反渗透系统、蒸发结晶系统的危害。

本实施例中，第一多介质过滤器103与第一超滤装置104上均设有第一反洗进水口与第一反洗排水口，第一反洗排水口与第一混合沉淀装置102的进水口连接。

本实施例中，磷酸铁漂洗水处理模块1还包括一第一滤水装置107，第一混合沉淀装置102与第一板框压滤机105均通过第一滤水装置107与第一多介质过滤器103连通。第一滤水装置107上还设有一第一反洗水输出口，第一反洗水输出口与第一反洗进水口连接。

本实施例中，母液调节装置201与反应装置202之间设有一母液换热器206。

本实施例中，磷酸铁母液处理模块2还包括第二板框压滤机210，第三板框压滤机208与第二混合沉淀装置209；反应装置202、第二板框压滤机210、第二混合沉淀装置209与第二多介质过滤器203沿磷酸铁母液的流动方向依次连接；第二板框压滤机210上设有第二污泥出口，用于输出污泥；第二混合沉淀装置209上设有第三pH调节剂入口211、且第二混合沉淀装置209的污泥管道与第三板框压滤机208连接；第三板框压滤机208的滤液管道与反应装置202的回流液入口连接，且第三板框压滤机208上设有第三污泥出口，用于输出污泥。

本实施例中，第二多介质过滤器203与第二超滤装置204上均设有第二反洗进水口与第二反洗排水口，第二反洗排水口与反应装置202的回流液入口连接。

本实施例中，第二超滤装置204的滤液管道上还设有第二滤水装置207，第二滤水装置207的出水口与反渗透模块3连接。第二滤水装置207还设有一第二反洗水输出口，第二反洗水输出口与第二反洗进水口连接。

本实施例中，反应装置202还设有第四污泥出口，用于排出污泥。

本实施例中，分开处理母液、漂洗水，在两者的TDS接近的时候进入反渗透模块3，确保了系统的合理设计，避免稀释、浓缩的重复，有效降低系统设备规模、运行能耗。

本实施例中，蒸发结晶分盐系统41按照本领域常规依次串联FC型结晶器和连续闪蒸结晶系统(图中未示出)。

采用本实施例中的磷酸铁废水的处理和盐回收系统进行处理，采用的废水来源于某新能源企业年产4.7万吨磷酸铁项目配套的9840吨/天(410m³/h)磷酸铁废水处理零排放项目。具体包括如下步骤：

将待处理的磷酸铁废水中漂洗水由漂洗水调节装置101上的漂洗水进口输入，并将待处理的磷酸铁废水中母液由母液调节装置201上的母液进口输入；调节第一混合沉淀装置102中的pH至8～9.5，并调节反应装置202中的pH至5～6.5；由反渗透模块3的产水口采出回用水、并由蒸发结晶分盐系统41的出盐口输出盐。

本实施例中，调节pH的方式为采用氨水进行pH调节，通过第一pH调节剂入口106、第二pH调节剂入口205和第三pH调节剂入口211分别加入氨水进行调节；其中对第二混合沉淀装置209中的pH调节至8～9.5。

本实施例中，通过调节pH可以去除重金属、钙镁等硬度离子、部分除氟等。

本实施例中，第一多介质过滤器103和第二多介质过滤器203的滤料为石英砂和活性炭，或者石英砂和活性无烟煤，其可以去除部分有机物和悬浮物。

本实施例中，可根据需要，对系统进行补水，以补充系统因自然蒸发、污泥、和结晶盐中带出水分。

其中，待处理的待处理的磷酸铁废水中漂洗水和母液的参数如下表1所示：

表1

序号	项目	混合母液	漂洗水
				1	Q(m<sup>3</sup>/h)	65	345
2	水温(℃)	60～70	常温
				3	pH	1.84	2.539
4	TP(mg/L)	3367.53	455.14
				6	SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>(mg/L)	40000	179.86
7	F<sup>-</sup>(mg/L)	25	10
				8	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	5900.58	2506.43
9	Ca	7.93	1.5
				10	Mg	152.6	126.43
11	Mn	57.6	21.25
				12	Fe	10	9.82
13	镍	1.94	0.83
				14	TDS(mg/L)	50000	14440

最终，回用水中TDS(总含盐量)＜10mg/L、NH₃-N(氨氮)＜5mg/L、TP(总磷)＜0.5mg/L、pH 5.5-7.5，系统TDS(总含盐量)、NH₃-N(氨氮)、TP(总磷)的平均脱除率均在99.8％以上。其不仅解决了新能源磷酸铁废水的污染问题，而且最终的回用水可在磷酸铁生产工艺作为漂洗水回用，通过蒸发结晶分盐系统41进行蒸发结晶分盐处理，得到高品质的硫铵和磷酸二氢铵，冷凝水回用处理，达到零排放的目的。

Claims (10)

1.一种磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，其包括磷酸铁漂洗水处理模块、磷酸铁母液处理模块、反渗透模块和蒸发结晶分盐模块；所述磷酸铁漂洗水处理模块、所述磷酸铁母液处理模块独立地与所述反渗透模块连接，所述反渗透模块的浓水管道与所述蒸发结晶分盐模块连接；

所述磷酸铁漂洗水处理模块包括沿磷酸铁漂洗水的流动方向依次连接的漂洗水调节装置、第一混合沉淀装置、第一多介质过滤器与第一超滤装置；所述漂洗水调节装置上设有漂洗水进口，所述第一混合沉淀装置上设有第一pH调节剂入口；所述第一混合沉淀装置通过污泥管道连接有第一板框压滤机；所述第一板框压滤机的滤液管道与所述第一多介质过滤器连接、且所述第一板框压滤机上设有第一污泥出口；

所述磷酸铁母液处理模块包括沿磷酸铁母液的流动方向依次连接的母液调节装置、反应装置、第二多介质过滤器与第二超滤装置，所述母液调节装置上设有母液进口，所述反应装置上设有第二pH调节剂入口和回流液入口；

所述反渗透模块设有产水口；

所述磷酸铁漂洗水处理模块、所述磷酸铁母液处理模块分别通过所述第一超滤装置的滤液管道和所述第二超滤装置的滤液管道与所述反渗透模块连接；

所述蒸发结晶分盐模块包括蒸发结晶分盐系统，所述蒸发结晶分盐系统上设有进液口、出盐口和冷却水出口，且所述反渗透模块的浓水管道与所述进液口连接，所述冷却水出口还与所述反渗透模块连接。

2.如权利要求1所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，

所述反渗透模块的浓水管道还设有一回流到所述第一超滤装置的浓水管道。

3.如权利要求1所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，

所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括阳离子交换树脂柱和脱碳装置，所述第一超滤装置、所述阳离子交换树脂柱、所述脱碳装置与所述反渗透模块依次连接；

所述第一多介质过滤器与所述第一超滤装置上均设有第一反洗进水口与第一反洗排水口，所述第一反洗排水口与所述第一混合沉淀装置的进水口连接；所述磷酸铁漂洗水处理模块还包括一第一滤水装置，所述第一混合沉淀装置与所述第一板框压滤机均通过所述第一滤水装置与所述第一多介质过滤器连通；所述第一滤水装置上还设有一第一反洗水输出口，所述第一反洗水输出口与所述第一反洗进水口连接；

所述母液调节装置与所述反应装置之间设有一母液换热器。

4.如权利要求1所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，

所述磷酸铁母液处理模块还包括第二板框压滤机，第三板框压滤机与第二混合沉淀装置；

所述反应装置、所述第二板框压滤机、所述第二混合沉淀装置与所述第二多介质过滤器沿磷酸铁母液的流动方向依次连接；

所述第二板框压滤机上设有第一污泥出口；所述第二混合沉淀装置上设有第三pH调节剂入口、且所述第二混合沉淀装置的污泥管道与第三板框压滤机连接；所述第三板框压滤机的滤液管道与所述反应装置的回流液入口连接，且所述第三板框压滤机上设有第三污泥出口。

5.如权利要求1所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，

所述反应装置还设有第二污泥出口；所述第二多介质过滤器与所述第二超滤装置上均设有第二反洗进水口与第二反洗排水口，所述第二反洗排水口与所述反应装置的回流液入口连接。

6.如权利要求5所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，所述第二超滤装置的滤液管道上还设有第二滤水装置，所述第二滤水装置的出水口与所述反渗透模块连接；所述第二滤水装置还设有一第二反洗水输出口，所述第二反洗水输出口与所述第二反洗进水口连接。

7.如权利要求1所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，所述反渗透模块包括废水反渗透模块与浓水反渗透模块；所述磷酸铁漂洗水处理模块通过所述第一超滤装置的滤液管道与所述废水反渗透模块的进液口连接；所述磷酸铁母液处理模块通过所述第二超滤装置的滤液管道与所述浓水反渗透模块的进液口连接；所述废水反渗透模块的浓水管道与所述浓水反渗透模块的进液口连接；所述产水口设于所述废水反渗透模块上；所述浓水反渗透模块的浓水管道与所述蒸发结晶分盐系统的进液口连接、且所述浓水反渗透模块的产水管道与所述废水反渗透模块连接；所述蒸发结晶分盐系统的冷却水出口与所述浓水反渗透模块连接。

8.如权利要求7所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，所述浓水反渗透模块的浓水管道还设有一回流到所述第一超滤装置的浓水管道。

9.如权利要求7所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，所述废水反渗透模块包括通过产水管道依次连接的一级反渗透装置、二级反渗透装置与终端反渗透装置；所述磷酸铁漂洗水处理模块通过所述第一超滤装置的滤液管道与所述一级反渗透装置的进液口连接；且所述产水口设于所述终端反渗透装置上；所述浓水反渗透模块包括浓水一级反渗透装置、浓水二级反渗透装置和提浓反渗透装置；所述一级反渗透装置的浓水管道与所述浓水一级反渗透装置连接，所述浓水一级反渗透装置通过产水管道依次与所述浓水二级反渗透装置与所述终端反渗透装置连接；所述二级反渗透装置的浓水管道与所述浓水二级反渗透装置连接；所述浓水一级反渗透装置的浓水管道与所述提浓反渗透装置连接，且所述提浓反渗透装置的浓水管道与所述蒸发结晶分盐系统的进液口连接、所述提浓反渗透装置的产水管道以及所述蒸发结晶分盐系统的冷却水出口均与浓水二级反渗透装置连接；

所述终端反渗透装置的浓水管道与所述浓水二级反渗透装置连接。

10.如权利要求9所述的磷酸铁废水的处理和盐回收系统，其特征在于，所述浓水二级反渗透装置的浓水管道还设有一回流到所述第一超滤装置的浓水管道。

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