CN217709144U

CN217709144U - 一种磷酸铁废水处理系统

Info

Publication number: CN217709144U
Application number: CN202221774115.2U
Authority: CN
Inventors: 路娜; 解永磊
Original assignee: Saehan Tianjin Energy Saving And Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Saehan Tianjin Energy Saving And Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2032-07-11

Abstract

本实用新型属于废水处理技术领域，公开了一种磷酸铁废水处理系统。包括磷酸铁洗水预处理单元、磷酸铁母液预处理单元、MVR蒸发结晶单元、产水纯化单元和滤渣处理单元；磷酸铁洗水预处理单元和磷酸铁母液预处理单元均包括依次连接的一级换热器、中和池、高密度沉淀池、锰砂过滤器、二级换热器、超滤装置、调酸池、反渗透装置；MVR蒸发结晶单元与反渗透装置的浓水端连通；产水纯化单元与反渗透装置的产水端连通；滤渣处置单元包括依次连接的杂水收集装置、板框过滤器和滤渣收集装置，杂水收集装置与密度沉淀池、锰砂过滤器、超滤装置分别连通。本系统可对母液和洗液分别预处理浓缩，浓液汇总蒸发结晶分盐，产水经RO纯化以后再利用。

Description

一种磷酸铁废水处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种磷酸铁废水处理系统。

背景技术

磷酸铁是制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的主要原材料之一，磷酸铁生产过程产生大量的含盐废水，据统计，每生产1吨电池级磷酸铁产生约50吨废水。磷酸铁生产废水包括洗水和母液，含有大量的硫酸根、铵根和磷等化合物。

公开号为CN107814394A的中国专利公开了一种磷酸铁生产废水的处理方法，该方法采用多效蒸发分盐，预处理采用双氧水和离心，预处理不充分，导致溶液中的杂质会在蒸发器上结垢，影响盐的品质。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种磷酸铁废水处理系统。使用该系统可对磷酸铁废水的母液和洗液分别预处理浓缩，浓液汇总后蒸发结晶分盐，产水经RO纯化以后再利用。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种磷酸铁废水处理系统，所述磷酸铁废水处理系统包括磷酸铁洗水预处理单元、磷酸铁母液预处理单元、MVR蒸发结晶单元、产水纯化单元和滤渣处理单元；其中：

所述磷酸铁洗水预处理单元包括依次连接的第一一级换热器、第一中和池、第一高密度沉淀池、第一锰砂过滤器、第一二级换热器、第一超滤装置、第一调酸池、第一反渗透装置；

所述磷酸铁母液预处理单元包括依次连接的第二一级换热器、第二中和池、第二高密度沉淀池、第二锰砂过滤器、第二二级换热器、第二超滤装置、第二调酸池、第二反渗透装置；

所述MVR蒸发结晶单元与第一反渗透装置的浓水端、第二反渗透装置的浓水端分别连通；

所述产水纯化单元与第一反渗透装置的产水端、第二反渗透装置的产水端分别连通；

所述滤渣处置单元包括依次连接的杂水收集装置、板框过滤器和滤渣收集装置，所述杂水收集装置与第一高密度沉淀池、第二高密度沉淀池、第一锰砂过滤器、第二锰砂过滤器、第一超滤装置、第二超滤装置分别连通。

优选地，所述第一换热器和第二换热器为板式换热器。

优选地，第一反渗透装置为三级反渗透结构。

优选地，第二反渗透装置为一级高压反渗透结构。

优选地，所述板框过滤器与第一高密度沉淀池连通。

优选地，第一中和池设置氧化剂进口和pH调节进口。

优选地，所述MVR蒸发结晶单元包括依次连接的蒸发进料罐、预热器、换热器、强制循环加热器、结晶分离器，结晶分离器的蒸汽出口依次连通洗气塔、蒸汽压缩机，结晶分离器的物料出口依次连通稠厚器、离心机，离心机分别连通液罐和盐储罐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型的磷酸铁废水处理系统将磷酸铁生产废水洗水和母液进行分质处理，节省反渗透系统投资。

（2）本实用新型的磷酸铁废水处理系统可根据磷酸铁生产废水水质及水量特点，进行分质处理，实现了资源有效回收利用，产水纯化后回收再利用，水中污染物分盐为硫酸铵、磷酸一铵及杂盐。尾水及废渣经过板框过滤后，废渣处置，可实现废水零排放和资源化利用。

（3）本实用新型的磷酸铁废水处理系统设置锰砂过滤器，将磷酸铁生产废水中的铁、锰进一步去除，由于三价铁和四价锰均带有颜色，在反渗透膜表面易结垢，铁锰的去除的既可以预防反渗透结垢，也可以提升蒸发结晶出盐的品质。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的磷酸铁废水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本实用新型的保护范围。

除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

参见图1，本实施例公开了一种磷酸铁废水处理系统，包括磷酸铁洗水预处理单元、磷酸铁母液预处理单元、MVR蒸发结晶单元、产水纯化单元和滤渣处理单元。

本实施例中，磷酸铁洗水预处理单元包括依次连接的第一一级板式换热器、第一中和池、第一高密度沉淀池、第一锰砂过滤器、第一二级板式换热器、第一超滤系统、第一调酸池、三级RO浓缩单元，第一中和池设置氧化剂进口和pH调节进口。

磷酸铁洗水预处理单元的工作原理：磷酸铁洗水来水温度较高，pH较低，经过第一一级板式换热器后温度降低；然后进入第一中和池，通过氧化剂进口加入氧化剂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺(MnO₂)，再通过pH调节进口加入液氨调节pH，在调节过程中会产生部分铁离子、磷酸铁及二氧化锰沉淀，自流进入第一高密度沉淀池，添加少量混凝剂和絮凝剂，经过反应沉降后进入沉淀区进行沉降，高密度沉淀池出水进入锰砂过滤器去除微量的锰离子。进入第一二级板框换热器，进一步降低料液温度，进入第一超滤系统，截留杂质和胶体，产水进入调酸池，加入硫酸调节至pH5-6以后，进入三级反渗透浓缩单元，产水进入产水纯化单元，浓水进入MVR蒸发结晶单元。

磷酸铁母液预处理单元包括依次连接的第二一级板式换热器、第二中和池、第二高密度沉淀池、第二锰砂过滤器，第二二级板式换热器、第二超滤系统、第二调酸池、一级高压反渗透浓缩单元。

磷酸铁母液预处理单元的工作原理：磷酸铁母液的预处理单元与磷酸铁洗水预处理单元的工艺流程基本一致，一级高压反渗透浓缩单元浓水进入MVR蒸发结晶单元，产水进入产水纯化单元。

产水纯化单元与三级反渗透浓缩单元的产水端、一级高压反渗透浓缩单元的产水端分别连通；产水纯化单元的产水回用，浓水进入三级反渗透浓缩单元继续浓缩，产水纯化单元利用反渗透将产水进一步纯化。

MVR蒸发结晶单元与三级反渗透浓缩单元的浓水端、一级高压反渗透浓缩单元的浓水端分别连通；包括依次连接的蒸发进料罐、预热器、换热器、强制循环加热器、结晶分离器，与结晶分离器的蒸汽出口依次连通的洗气塔、蒸汽压缩机，与结晶分离器的物料出口依次连通的稠厚器、离心机，与离心机分别连通的液罐和盐储罐。

MVR蒸发结晶单元的工作原理：进水来自磷酸铁母液预处理单元的浓液和磷酸铁洗水预处理单元的浓液。采用两段强制循环浓缩加一段强制循环蒸发结晶工艺，两套系统公用离心分离装置，公用干燥装置，离心机干燥系统，系统分盐为硫酸铵，磷酸氢铵和杂盐。

所述滤渣处置单元包括依次连接的杂水收集装置、板框过滤器和滤渣收集装置，所述杂水收集装置与第一高密度沉淀池、第二高密度沉淀池、第一锰砂过滤器、第二锰砂过滤器、第一超滤装置、第二超滤装置分别连通，高密度沉淀池的浓浆，锰砂过滤器的反洗水，超滤系统的反洗水均进入杂水收集装置，然后进入板框过滤器，滤渣收集妥善处置，滤液回到洗水预处理系统的第一高密度沉淀池。

本实施例中，第一板式换热器和第二板式换热器均采用了两级板式换热器，充分的实现了热量回收，板式换热器的来水与最终的纯水实现换热，一级板式换热器，可降温15~25℃，纯水升温15~25℃；二级板式换热器可降温10~15℃，纯水升温10~15℃；两级板式换热器，既节省了循环水，又回收了热量。

本实施例中，所述的磷酸铁洗水和母液预处理系统设置的中和池既可以氧化又能调节pH，先投加工业级双氧水作为氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺(MnO₂)，再加入液氨提高pH至8-9；投加的液氨浓度为15%-25%。

本实施例中，所述的磷酸铁洗水和母液预处理系统设置锰砂过滤器进一步去除废水中的铁和锰，铁锰的去除可以预防其在反渗透膜表面结垢，还能提高MVR分盐的品质。锰砂过滤器后，铁含量小于0.3mg/L；锰含量小于0.1mg/L。

本实施例中，所述的超滤作为反渗透的预处理，产水SDI小于3，满足反渗透进水要求。

本实施例中，所述的调酸池，采用硫酸调节料液pH至5-6，采用硫酸调节pH，不产生其他的影响，硫酸的腐蚀性比较弱，不易挥发。

本实施例中，所述的磷酸铁洗水浓缩系统采用三级反渗透，一级反渗透回收率70%-80%；二级反渗透回收率为50%-60%；三级高压反渗透回收率为40%-50%。母液的一级高压反渗透系统的回收率为40%-50%，浓缩系统产生的浓液含盐量为12%-16%。

本实施例中，所述的MVR蒸发结晶系统，采用“双效蒸发”的工艺方案，可有效降低设备换热面积的投入，同时降低压缩机运行温升以降低运行功率。结晶的盐为硫酸铵、磷酸一铵和杂盐，含水量均小于0.2%。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的包含范围之内。

Claims

1.一种磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述磷酸铁废水处理系统包括磷酸铁洗水预处理单元、磷酸铁母液预处理单元、MVR蒸发结晶单元、产水纯化单元和滤渣处理单元；其中：

2.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器为板式换热器。

3.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，第一反渗透装置为三级反渗透浓缩单元。

4.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，第二反渗透装置为一级高压反渗透浓缩单元。

5.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述板框过滤器与第一高密度沉淀池连通。

6.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，第一中和池设置氧化剂进口和pH调节进口。

7.如权利要求1所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于，所述MVR蒸发结晶单元包括依次连接的蒸发进料罐、预热器、换热器、强制循环加热器、结晶分离器，与结晶分离器的蒸汽出口依次连通的洗气塔、蒸汽压缩机，与结晶分离器的物料出口依次连通的稠厚器、离心机，与离心机分别连通的液罐和盐储罐。