专利名称：含磷酸盐的废水的处理的制作方法
技术领域：
本发明涉及含磷酸盐废水如磷石膏池塘水的处理以及在处理期间有用磷酸盐化合物如鸟粪石的回收。发明背景 磷石膏是将磷酸盐岩石加工成磷酸肥料的副产物。生产I吨磷酸产生约4飞吨磷石膏。磷石膏基本是废产物。磷石膏可具有低水平的放射活性，阻止了其在各种应用中的用途。典型地在露天存储场所中通过浆化并堆叠成大堆来储存磷石膏，其高达几百英尺高。渗透穿过所述堆的水形成池塘。在2005年，仅在佛罗里达就有24个磷石膏堆，其含有12亿吨磷石膏和500亿加仑的池塘水(Perpich等人,2005)。在活性磷酸肥料工厂中，典型地将这种池塘用作用于封闭回路中的工艺水的蓄水池。所述池塘水有毒且在排放之前必须进行处理。此外，封闭的堆继续产生需要处理的含有污染物的浙出物。与磷石膏堆相关的池塘水呈强酸性并含有包含大量磷酸盐的大量污染物。在表I中总结了从许多源收集的数据。标题为“代表值”的列含有源自6个不同工厂的18种试样的复合材料的结果，所述代表值表示饱和的新鲜池塘水的组成(Kennedy等人，1991)。报道的按P计的6600ppm的磷浓度等价于20220ppm的PO4或O. 22mol/L。池塘水还含有大量氨(通常在磷酸工厂中向磷酸中添加氨以制备磷酸二铵)和镁。表I :池塘水的典型组成
权利要求
1.一种对含磷酸盐的废水进行处理并从中回收磷酸盐化合物的方法，所述方法包括 (a)从所述废水中除去氟化物； (b)通过保持对于所述磷酸盐化合物的过饱和条件而从所述废水中回收磷酸盐化合物；以及 (C)对所述废水进行精制。
2.根据权利要求I的方法，其中步骤(a)可包括沉淀所述氟化物。
3.根据权利要求2的方法，其中沉淀所述氟化物包括将所述废水的pH升至约pH3 4。
4.根据权利要求3的方法，其中升高所述废水的pH包括添加含钙的碱，钙的量满足沉淀所述氟化物的化学计量要求。
5.根据权利要求4的方法，其中所述含钙的碱为石灰。
6.根据权利要求3 5中任一项的方法，其中将所述氟化物沉淀为萤石。
7.根据权利要求4飞中任一项的方法，其中升高所述废水的pH还包括添加一种或多种不含钙的碱，阳离子的量满足沉淀所述磷酸盐化合物的化学计量要求。
8.根据权利要求7的方法，其中所述一种或多种不含钙的碱选自氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铵和无水氨。
9.根据权利要求I、中任一项的方法，其中所述磷酸盐化合物包含鸟粪石。
10.根据权利要求9的方法，其中在步骤(b)中保持过饱和条件包括保持2飞的过饱和比。
11.根据权利要求9或10的方法，其中在步骤(b)中保持过饱和条件包括保持至少约pH 5 的 pH。
12.根据权利要求扩11中任一项的方法，其中在步骤(b)中保持过饱和条件包括可控地引入镁和/或铵。
13.根据权利要求扩12中任一项的方法，其中在步骤(b)中保持过饱和包括保持磷酸根的浓度高于镁和氨的浓度。
14.根据权利要求9 13中任一项的方法，其中以大小为5_的晶体和/或聚集体的形式回收鸟粪石。
15.根据权利要求I的方法，如果源自步骤(a)的废水包含浓度大于IOOppm的二氧化硅，则包括从步骤(a)的废水中除去二氧化硅。
16.根据权利要求15的方法，其中除去二氧化硅包括通过升高pH对所述二氧化硅进行水解。
17.根据权利要求16的方法，其中升高pH以使得所述二氧化硅水解包括添加包含阳离子的碱，所述阳离子的量满足沉淀所述磷酸盐化合物的化学计量要求。
18.根据权利要求17的方法，其中所述碱选自氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铵和无水氨。
19.根据权利要求f18中任一项的方法，其中步骤(c)可包括将pH升至约pH 8 10。
20.根据权利要求19的方法，其中步骤(c)可包括使用选自断点氯化、汽提、生物硝化和生物反硝化中的方法除去氨。
21.根据权利要求广20中任一项的方法，其中步骤(c)可包括将源自步骤(b)的废水经历两阶段膜处理，包括 (i)第一膜处理，以得到包含二价离子的第一浓缩物和包含单价离子的第一透过物；以及 ( )第二膜处理，用于所述第一透过物以得到包含单价离子的第二浓缩物和包含流出物的第二透过物。
22.根据权利要求21的方法，其中将第一浓缩物再循环至步骤(a)。
23.根据权利要求21或22的方法，其中所述第一膜处理包含纳滤。
24.根据权利要求2广23中任一项的方法，其中所述第二膜处理包含反渗透。
25.根据权利要求2广24中任一项的方法，包括在所述两阶段膜处理之前，将所述pH降至约pH 3 5。
26.根据权利要求25中任一项的方法，包括在所述两阶段膜处理之前，通过过滤将悬浮的固体除去。
27.根据权利要求26中任一项的方法，包括从所述第二透过物中除去氨。
28.根据权利要求27的方法，其中除去氨包括将所述第二透过物进行离子交换。
29.根据权利要求28的方法，其中将所述离子交换的含氨的再生液体再循环至步骤(b)。
30.根据权利要求f20中任一项的方法，其中在步骤(b)之前，将所述废水经历第一膜处理以得到包含二价离子的第一浓缩物和包含单价离子的第一透过物，其中所述第一浓缩物限定了步骤(b)的进料。
31.根据权利要求30的方法，其中将源自步骤(b)的废水再循环至步骤(a)。
32.根据权利要求3(Γ31的方法，其中将所述第一透过物经历第二膜处理，以得到包含单价离子的第二浓缩物和包含流出物的第二透过物。
33.根据权利要求3(Γ32中任一项的方法，其中所述第一膜处理包含纳滤。
34.根据权利要求3(Γ33中任一项的方法，其中所述第二膜处理包含反渗透。
35.根据权利要求3(Γ34中任一项的方法，包括在所述第一膜处理之前，将所述pH降至约pH 3 5。
36.根据权利要求3(Γ35中任一项的方法，包括在所述第一膜处理之前，通过过滤将悬浮的固体除去。
37.根据权利要求3(Γ36中任一项的方法，包括从所述第二透过物中除去氨。
38.根据权利要求37的方法，其中除去氨包括将所述第二透过物进行离子交换。
39.根据权利要求38的方法，其中将所述离子交换的含氨的再生液体再循环至步骤(b)。
40.根据权利要求广39中任一项的方法，其中所述磷酸盐化合物包含鸟粪石类似物。
41.根据权利要求40的方法，其中所述鸟粪石类似物包含磷酸铁铵。
全文摘要
本发明公开了一种对含磷酸盐的废水进行处理并从中回收磷酸盐化合物的方法。所述方法包括如下步骤(a)从所述废水中除去氟化物；(b)通过保持对于所述磷酸盐化合物的过饱和条件而从所述废水中回收磷酸盐化合物；以及(c)对所述废水进行精制。可在步骤(a)之后且在步骤(b)之前，任选地实施二氧化硅去除步骤。
文档编号C02F9/00GK102947229SQ201180031276
公开日2013年2月27日 申请日期2011年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者P·寇特, A·布雷特恩, R·P·M·沙蒂阿纳拉亚娜, R·M·希斯洛普 申请人:奥斯特拉营养康复技术有限公司