一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法技術

本發明專利技術涉及一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，包括以下步驟：S1：將漂洗水和母液分別依次進行過濾和超濾，分別得到洗水超濾產水和母液超濾產水；S2：洗水超濾產水進行一級膜濃縮，得到第一濃縮液和第一產水；第一濃縮液進行二級膜濃縮，得到第二濃縮液和第二產水；第二濃縮液與母液超濾產水混合后進行三級膜濃縮，得到第三濃縮液和第三產水；S3：第一產水、第二產水和第三產水進行多級反滲透處理，得到回用水；S4：第三濃縮液進行定向特種膜處理，得到第一回收濃縮液，再蒸發結晶得到硫酸鎂和硫酸錳；S5：步驟S4得到的第一回收產水沉淀處理，得到回收鐵鹽；S6：步驟S5得到的上清液經蒸發結晶得到硫酸銨和磷酸二氫銨。經蒸發結晶得到硫酸銨和磷酸二氫銨。經蒸發結晶得到硫酸銨和磷酸二氫銨。

【技術實現步驟摘要】
一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法


[0001]本專利技術屬于磷酸鐵生產廢水處理
，具體涉及一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法。

技術介紹

[0002]磷酸鐵是汽車動力電池、電網儲能電池、電動工具電池的正極材料的理想前驅體材料，是新能源電池生產的重要原料。磷酸鐵生產過程中，會產生母液和漂洗水，母液是高濃度氨氮、硫酸根、磷酸根的酸性無機廢水，漂洗水含有少量的氨氮、硫酸根、磷酸根。目前，對于磷酸鐵生產廢水，先預處理，使用斜管沉淀池通過調節pH去除廢水中鈣鎂錳鐵等金屬離子，再采用膜濃縮得到濃縮液，最后進行蒸發結晶，分鹽得到硫酸銨和磷酸二氫銨。預處理時，不能分別回收鈣鎂錳鐵，得到的混合鹽再利用難度較大，分離難度也大。整體工藝能耗較大，膜系統產生的產水品質不一。蒸發結晶時，進水中的成分還是比較復雜，蒸發結晶器有較大的污堵風險，且副產物的品質不高。

技術實現思路

[0003]針對上述問題，本專利技術提供一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，包括以下步驟：S1：預處理：將漂洗水依次進行過濾和超濾，得到洗水超濾產水；將母液依次進行過濾和超濾，得到母液超濾產水；S2：膜濃縮：洗水超濾產水進行一級膜濃縮，得到第一濃縮液和第一產水；第一濃縮液進行二級膜濃縮，得到第二濃縮液和第二產水；第二濃縮液與母液超濾產水混合后進行三級膜濃縮，得到第三濃縮液和第三產水；S3：純化：第一產水進行一級反滲透，得到第一反滲透濃液和第一純化產水；第二產水、第三產水和第一反滲透濃液混合后，進行二級反滲透，得到第二反滲透濃液和第二純化產水；第二純化產水進行三級反滲透，得到第三反滲透濃液和第三純化產水，第三純化產水作為純水回用于生產；S4：鎂錳回收：第三濃縮液進行定向特種膜處理，得到第一回收濃縮液和第一回收產水；第一回收濃縮液經過蒸發結晶，得到硫酸鎂和硫酸錳；S5：鐵回收：向第一回收產水加入氨水，輸入沉淀池，得到第一上清液和污泥；污泥再經過過濾裝置，得到泥餅和第二上清液；S6：蒸發結晶：第一上清液經過蒸發結晶，得到硫酸銨、磷酸二氫銨、混鹽和蒸發冷凝水。
[0004]本專利技術所述的處理方法，針對磷酸鐵生產廢水中含有高濃度硫酸銨、少量金屬離子與磷酸的特點，首先采用預處理去除廢水中的懸浮物，然后利用膜濃縮將廢水中的硫酸
銨濃縮，產水回用于生產；再利用定向特種膜分離廢水中鎂、錳離子，從而回收硫酸錳和硫酸鎂產品；再投加適量的氨水調節pH至4.0
?
5.0，去除廢水中的鐵離子，產生的含鐵污泥可作為磷酸鐵的鐵源回用于生產；去除雜質后的第一上清液進入蒸發結晶系統，回收硫酸銨和磷酸二氫銨。從而實現磷酸鐵生產廢水全方位資源化處理，其生產運行穩定，占地面積小，運行成本低，資源化產品副價值高，實現了磷酸鐵生產廢水資源化。
[0005]可選的，步驟S1中，漂洗水為磷酸鐵生產過程中產生的洗水，溫度為40
?
45℃；母液是磷酸鐵生產過程中產生的母液，溫度為60
?
65℃；母液中的氨氮、磷酸根、硫酸根、Fe
3+
、F
?
、Ca
2+
、Mg
2+
、Mn
2+
的濃度均高與漂洗水中對應成分的濃度。
[0006]進一步可選的，步驟S1具體為，漂洗水和母液分別進行收集和調節，再分別進行過濾，得到的兩種濾液和濾餅，濾餅主要為磷酸鐵，可回用于生產車間，兩種濾液分別進行降溫，均降溫至25
?
35℃，然后，分別進行超濾，得到洗水超濾產水和母液超濾產水。
[0007]步驟S1中的過濾裝置選自一體化凈水器、精密過濾器、板框壓濾機、碟片過濾器、管式微濾中的一種或幾種的組合；降溫裝置選自開式冷卻塔、閉式冷卻塔、板式換熱器、管式換熱器中的一種或者幾種的組合；超濾裝置選自浸沒式超濾、內壓式超濾、外壓式超濾中的一種，運行壓力0.2
?
0.3Mpa，產水回收率≥90%。
[0008]可選的，步驟S2中，洗水超濾產水和第二反滲透濃液混合后，進行一級膜濃縮；一級膜濃縮裝置和二級膜濃縮裝置均采用8MPa海水膜元件，三級膜濃縮裝置采用12MPa超高壓膜元件；第一濃縮液的TDS為45
?
50g/L，回收率為75%
?
80%；第二濃縮液的TDS為90
?
100g/L，回收率為50%
?
65%；第三濃縮液的TDS為160
?
190g/L，回收率為40%
?
50%。
[0009]優選的，在二級膜濃縮裝置和三級膜濃縮裝置中設置能量回收裝置，回收膜組件高壓濃水側的能量，降低高壓泵的流量。
[0010]優選的，所述第一濃縮液先輸入保安過濾器，保安過濾器中40
?
50%的液體流出作為過濾液，過濾液經過高壓柱塞泵或者多級離心泵打入二級膜濃縮裝置；保安過濾器中剩余的第一濃縮液與第二濃縮液通過能量回收裝置進行能量交換后，第一濃縮液輸入二級膜濃縮裝置。所述能量回收裝置為采購自美國能量回收公司PX產品，耐壓8Mpa。
[0011]優選的，所述三級膜濃縮裝置，第二濃縮液與母液超濾產水的混合液先進入保安過濾器，保安過濾器中40
?
50%的液體流出作為過濾液，過濾液經過高壓柱塞泵或者多級離心泵打入三級膜濃縮裝置；保安過濾器中剩余的混合液與第三濃縮液通過能量回收裝置進行能量交換后，再輸入三級膜濃縮裝置，所述能量回收裝置耐壓12Mpa。
[0012]可選的，步驟S3中，第一產水和第三反滲透濃液混合后，進行一級反滲透；第二產水、第三產水、第一反滲透濃液和步驟S6的蒸發冷凝水混合后，進行二級反滲透；第二純化產水和第一純化產水混合后，進行三級反滲透。
[0013]各級反滲透之前，原料水都通過保安過濾器，再利用氨水將原料的pH值調節到6
?
7，然后輸入各級反滲透膜組件。
[0014]可選的，一級反滲透、二級反滲透，三級反滲透均采用苦咸水膜元件，第一純化產水的TDS為200
?
220mg/L，第二純化產水的TDS為80
?
100mg/L，第三純化產水的TDS不大于5mg/L，第三純化產水作為回用水，回用于生產；一級反滲透的回收率不小于90%，二級反滲透的回收率不小于85%，三級反滲透的回收率不小于95%。
[0015]可選的，步驟S4中，采用兩級定向特種膜，該膜系統對鎂、錳離子的去除率達到85%，第一回收產水中的鎂、錳離子含量不大于5mg/L，第一回收濃縮液中鎂、錳離子濃度為100
?
120g/L。本步驟產生的蒸發冷凝水返回至步驟S3，與第一反滲透濃液混合。
[0016]可選的，步驟S5中，向第一回收產水加入氨水，調節pH值為4
?
5，第一回收產水中的鐵離子形成污泥沉淀，污泥沉淀經過二次過濾，得到泥餅，泥餅主要為氫氧化鐵和/或羥基磷酸鐵，可回用于磷酸鐵前端生產線；第二上清液返回步驟S4，與第本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：預處理：將漂洗水依次進行過濾和超濾，得到洗水超濾產水；將母液依次進行過濾和超濾，得到母液超濾產水；S2：膜濃縮：洗水超濾產水進行一級膜濃縮，得到第一濃縮液和第一產水；第一濃縮液進行二級膜濃縮，得到第二濃縮液和第二產水；第二濃縮液與母液超濾產水混合后進行三級膜濃縮，得到第三濃縮液和第三產水；S3：純化：第一產水進行一級反滲透，得到第一反滲透濃液和第一純化產水；第二產水、第三產水和第一反滲透濃液混合后，進行二級反滲透，得到第二反滲透濃液和第二純化產水；第一純化產水、第二純化產水進行三級反滲透，得到第三反滲透濃液和第三純化產水；S4：鎂錳回收：第三濃縮液進行定向特種膜處理，得到第一回收濃縮液和第一回收產水；第一回收濃縮液經過蒸發結晶，得到硫酸鎂和硫酸錳；S5：鐵回收：向第一回收產水加入氨水，輸入沉淀池，得到第一上清液和污泥；污泥再經過過濾裝置，得到泥餅和第二上清液；S6：蒸發結晶：第一上清液經過蒸發結晶，得到硫酸銨、磷酸二氫銨、混鹽和蒸發冷凝水。2.根據權利要求1所述的磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，其特征在于，步驟S1具體為，漂洗水和母液分別進行收集和調節，再分別進行過濾，得到的兩種濾液和濾餅，兩種濾液分別進行降溫，均降溫至25
?
35℃，然后，分別進行超濾，得到洗水超濾產水和母液超濾產水。3.根據權利要求1所述的磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，其特征在于，步驟S2中，洗水超濾產水和第二反滲透濃液混合后，進行一級膜濃縮。4.根據權利要求3所述的磷酸鐵生產廢水資源化的處理方法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：單升益，王俊，曹長，趙曙光，宋樂山，張穎，
申請(專利權)人：深圳永清水務有限責任公司，
類型：發明
國別省市：