磷酸铁废水零排放处理装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是磷酸铁废水零排放处理装置及其方法，属于工业废水处理的技术 领域。
【背景技术】
[0002] 磷酸铁废水是电池正极材料磷酸铁生产过程中产生的高浓度含氨氮（NH3-N)、硫 酸根（SO42 )、总磷（TP)的酸性无机废水，磷酸铁废水中的污染物按离子表示为NH4+(铵根离 子）、SO42 (硫酸根离子）、PO43 (磷酸根离子），目前的处理方法多为通过投加石灰去除总 磷，在不考虑总盐超标的情况下直接排放，产生大量的污泥难于处理，同时对周围的水体环 境造成较大的影响。随着环保法规的提高，废水排放时对总盐的要求逐步提高，需要对磷酸 铁废水进行零排放处理，在解决磷酸铁废水的污染问题的同时，又能够节约大量的水资源， 回收磷酸铁废水中的有效成分用于复合肥生产，变废为宝，达到真正意义上的零排放处理。
【发明内容】
[0003] 本发明提出的是一种磷酸铁废水零排放处理装置及其方法，其目的就是针对目前 磷酸铁废水处理存在的问题，旨在利用一级反渗透装置、二级反渗透装置、浓水反渗透装置 对磷酸铁废水进行零排放处理。处理前磷酸铁废水的NH4+(铵根离子）：1000~3000mg/L、 PO/ (磷酸根离子）：1500~3500mg/L、S042 (硫酸根离子）：4000~7000mg/L、TDS(溶解总 固体）：6500~13500mg/L，处理后生产纯水要求的NH4+(铵根离子）彡lmg/L、P0 43 (磷酸根 离子）彡0.5mg/L、S042 (硫酸根离子）彡2.5mg/L、TDS(溶解总固体）彡4mg/L，各个离子的 去除率均达到彡99. 9%，回收的磷酸铁废水浓缩液的NH4+(铵根离子）：15000~36000mg/L、 PO/ (磷酸根离子）：22500 ~42000mg/L、S042 (硫酸根离子）：60000 ~84000mg/L、TDS (溶 解总固体）：100000~152000mg/L。它不仅解决了磷酸铁废水的污染问题，处理出水达到生 产纯水的标准回用到生产水系统，节约了大量的水资源，回收的磷酸铁废水浓缩液可以直 接做为生产复合肥的原料，也可以直接蒸发分离生成含硫酸钠、硫酸铵、磷酸按的混合盐， 即达到了环保的要求，又达到了磷酸铁废水零排放处理的目的。
[0004] 本发明的技术解决方案：磷酸铁废水零排放处理装置，其特征是包括磷酸铁废水 调节池1、一级反渗透装置2、一级反渗透浓水箱3、浓水反渗透装置4、浓水反渗透浓水箱5、 二级反渗透装置6、二级反渗透产水箱7和中间水箱8 ;其中磷酸铁废水接到磷酸铁废水调 节池1的进水口，磷酸铁废水调节池1的出水口经提升栗连接一级反渗透装置2的进水口， 一级反渗透装置2的浓水出口连接一级反渗透浓水箱3的进水口，一级反渗透装置2的产 水出口连接中间水箱8的进水口；一级反渗透浓水箱4的出水口通过增压栗连接浓水反渗 透装置4的进水口，浓水反渗透装置4的产水出口也连接中间水箱8的进水口，浓水反渗透 装置4的浓水出口连接浓水反渗透浓水箱5的进水口，浓水反渗透浓水箱5的出水作为复 合肥的原料回收；中间水箱8的出水口通过中间栗连接二级反渗透装置6的进水口，二级反 渗透装置6的产水出口连接二级反渗透产水箱7的进水口，二级反渗透产水箱7的出水通 过纯水栗回送生产系统，二级反渗透装置6的浓水出口连接到磷酸铁废水调节池1的回流 □ 〇
[0005] 其处理方法，包括如下步骤： 1) 磷酸铁废水通过磷酸铁废水调节池、一级反渗透装置、一级反渗透浓水箱、中间水箱 进行初步的浓缩与净化，分离出一级反渗透产水与一级反渗透浓水； 2) -级反渗透浓水再通过浓水反渗透装置、浓水反渗透浓水箱进行进一步的浓缩，回 收浓水送去复合肥厂； 3) -级反渗透产水与浓水反渗透的产水再通过二级反渗透装置、二级反渗透产水箱进 行进一步的提纯处理，从而产生高质量的生产纯水，回用于生产系统；二级反渗透的浓水返 回磷酸铁废水调节池进行重新处理。
[0006] 本发明的优点： 1) 针对磷酸铁废水的特点，即为高浓度含氨氮（nh3-n)、硫酸根（SO42 )、总磷（TP)的酸 性无机废水，采用先进的膜处理技术进行组合设计。其处理工艺过程是先利用一级反渗透 装置对磷酸铁废水进行初步的浓缩与净化处理，产生一级反渗透的浓水与产水； 2) 利用浓水反渗透装置对一级反渗透的浓水进行深度的浓缩，浓水反渗透的浓水作 为复合肥的原料，高效回收氮、磷、硫元素；而一级反渗透的产水与浓水反渗透的产水再经 过二级反渗透装置的进一步净化，二级反渗透的高纯产水回用到生产系统，二级反渗透的 浓水返回一级反渗透进行重新处理；从而对磷酸铁废水达到真正意义上的零排放处理的目 的。
【附图说明】
[0007] 附图1是磷酸铁废水零排放处理装置的总体结构示意图。
[0008] 附图2是磷酸铁废水零排放处理装置实施例的水量平衡图。
【具体实施方式】
[0009] 对照附图1，磷酸铁废水零排放处理装置，其结构包括磷酸铁废水调节池1、一级 反渗透装置2、一级反渗透浓水箱3、浓水反渗透装置4、浓水反渗透浓水箱5、二级反渗透装 置6、二级反渗透产水箱7和中间水箱8 ; 其中磷酸铁废水接到磷酸铁废水调节池1的进水口，磷酸铁废水调节池1的出水口经 提升栗连接一级反渗透装置2的进水口，一级反渗透装置2的浓水出口连接一级反渗透浓 水箱3的进水口，一级反渗透装置2的产水出口连接中间水箱8的进水口；一级反渗透浓水 箱3的出水口通过增压栗连接浓水反渗透装置4的进水口，浓水反渗透装置4的产水出口 也连接中间水箱8的进水口，浓水反渗透装置4的浓水出口连接浓水反渗透浓水箱5的进 水口，浓水反渗透浓水箱5的出水作为复合肥的原料回收；中间水箱8的出水口通过中间栗 连接二级反渗透装置6的进水口，二级反渗透装置6的产水出口连接二级反渗透产水箱7 的进水口，二级反渗透产水箱7的出水通过纯水栗回送生产系统，二级反渗透装置6的浓水 出口连接到磷酸铁废水调节池1的回流口。
[0010] 磷酸铁废水零排放处理方法，包括如下步骤： (1)磷酸铁废水通过磷酸铁废水调节池、一级反渗透装置、一级反渗透浓水箱、中间水 箱进行初步的浓缩与净化，分离出一级反渗透产水与一级反渗透浓水； (2) -级反渗透浓水再通过浓水反渗透装置、浓水反渗透浓水箱进行进一步的浓缩，回 收浓水送去复合肥厂； (3) -级反渗透产水与浓水反渗透的产水再通过二级反渗透装置、二级反渗透产水箱 进行进一步的提纯处理，从而产生高质量的生产纯水，回用于生产系统；二级反渗透的浓水 返回磷酸铁废水调节池进行重新处理。
[0011] 所述的步骤（1)磷酸铁废水通过磷酸铁废水调节池、一级反渗透装置、一级反渗透 浓水箱、中间水箱进行初步的浓缩与净化，分离出一级反渗透产水与一级反渗透浓水；具体 是磷酸铁废水首先进入磷酸铁废水调节池进行水质与水量的均衡与调节，磷酸铁废水调 节池的出水通过提升栗打入一级反渗透装置进行初步的浓缩与净化分离，一级反渗透装 置的浓水进入一级反渗透浓水箱，一级反渗透装置的产水进入中间水箱；其中一级反渗透 装置包括一级反渗透保安过滤器、一级反渗透高压栗、一级反渗透的两段膜组、一级反渗透 段间增压栗，从而利用一级反渗透保安过滤器保护一级反渗透膜，利用一级反渗透高压栗 提供一级反渗透脱盐所需的高压，从而进行有效的浓缩与净化分离，同时利用一级反渗透 段间增压栗提高一级反渗透的产水率，达到一级反渗透产水率多75%、脱盐率多98%。磷酸 铁废水水质为：NH4+(铵根离子）：1000~3000mg/L、PO4 3 (磷酸根离子）：1500~3500mg/ L、SO42 (硫酸根离子）：4000 ~7000mg/L、TDS (溶解总固体）：6500 ~13500mg/L。
[0012] 所述的步骤（2)-级反渗透浓水再通过浓水反渗透装置、浓水反渗透浓水箱进行 进一步的浓缩；具体是一级反渗透浓水箱中的一级反渗透浓水通过增压栗打入浓水反渗 透装置进行深度浓缩与净化分离，浓水反渗透装置的浓水进入浓水反渗透浓水箱，回收浓 水送去复合肥厂，浓水反渗透装置的产水进入中间水箱；其中浓水反渗透装置包括浓水反 渗透保安过滤器、浓水反渗透高压栗、浓水反渗透的两段膜组、浓水反渗透段间增压栗，从 而利用浓水反渗透保安过滤器保护浓水反渗透膜，利用浓水反渗透高压栗提供浓水反渗透 脱盐所需的高压，从而进行深度的浓缩与净化分离，同时利用浓水反渗透段间增压栗提高 浓水反渗透的产水率，达到浓水反渗透产水率多60%、脱盐率多98%。回收的磷酸铁废水浓 缩液的 NH4+(铵根离子）：15000 ~36000mg/L、PO43 (磷酸根离子）：22500 ~42000mg/L、 SO42 (硫酸根离子）：60000 ~84000mg/L、TDS (溶解总固体）：100000 ~152000mg/L。
[0013] 所述的步骤（3)-级反渗透产水与浓水反渗透的产水再通过二级反渗透装置、二 级反渗透产水箱进行进一步的提纯处理，具体是中间水箱中的一级反渗透产水与浓水反渗 透产水通过中间水栗打入二级反渗透装置进行进一步的净化，二级反渗透装置的产水达到 合格的生产纯水要求，二级反渗透装置的产水进入二级反渗透产水箱，通过纯水外供栗回 送生产系统，二级反渗透装置的浓水返回调节池进行重新处理；其中二级反渗透装置包括 二级反渗透保安过滤器、二级反渗透高压栗、二级反渗透的两段膜组，从而利用二级反渗透 保安过滤器保护二级反渗透膜，利用二级反渗透高压栗提供二级反渗透脱盐的高压，进行 有效的净化，达到二级反渗透产水电导率彡lOKS/cm、溶解总固体彡4mg/L、产水率彡90%。
[0014] 实施例： 为某新能源企业年产1万吨磷酸铁项目配套的3960m3/D (165m3/H)磷酸铁废水零排放 处理工程