[发明专利]一种磷酸铁废水零排放处理系统及处理工艺

说明书

本发明公开一种磷酸铁废水零排放处理系统及工艺方法，包括洗涤废水处理工段依次包括第一沉淀池、第一V型滤池、第一UF单元和第一物料分离膜单元；母液处理工段依次包括第二沉淀池、第二V型滤池、第二UF单元和第二物料分离膜单元；产品盐生产工段依次包括除硬沉淀池、浓缩蒸发单元、硫酸铵结晶单元、磷酸一铵冷却结晶单元和复合肥结晶单元。通过工艺流程优化组合，既确保反渗透系统连续、高效运行，也确保产品水的回收率达到99％以上，并实现了硫酸铵、磷酸一铵等高附加值结晶盐产品的生产，且结晶盐的回收率大于85％，使得综合运行成本降低30～60％，可有效降低生产企业负担，并最大程度实现资源化回收利用。

技术领域

本发明涉及废水处理技术的领域，尤其是涉及一种磷酸铁废水零排放处理系统及处理工艺。

背景技术

随着新能源汽车的普及，锂电池需求量越来越大，其中磷酸铁锂因其晶体中有稳固的P-O键，在过冲和高温时不会导致结构崩塌发热或生产强氧化物，且循环寿命长，所以是目前最具有潜力的锂电池正极材料。

磷酸铁制备磷酸铁锂工艺简单、原材料利用率高、重复性好，逐渐发展成为磷酸铁锂制备的主流工艺。工业化生产磷酸铁的方式有两种，一是通过使用净化磷酸与硫酸亚铁反应；二是通过磷酸盐与硫酸亚铁反应，常用的磷酸盐为磷酸一铵。磷酸铁生产的环境为酸性环境，所产生的酸性废水主要有两股：原料磷酸盐与铁盐溶液混合反应后，反应料浆经隔膜压滤，形成合成母液；磷酸铁滤饼经除盐水洗涤净化，产生洗涤废水，前者含盐量较高，一般在60000～80000mg/L，后者含盐量较低，一般在12000～30000mg/L，均为以硫酸盐、磷酸盐为主的废水，并含有硬度、铁、铝等杂质。因废水中含有可利用价值较高的硫酸盐及磷酸盐，且废水处理装置占总投资的30％左右，所以废水处理工艺选择直接影响整个项目的投资及运营成本，未来将是各厂家成本控制的竞争点。

目前，磷酸铁废水处理主要工艺为：预处理(调节pH)+UF+RO+树脂+硫酸铵蒸发结晶+混盐(硫酸铵+磷铵)，调节pH后部分硫酸盐或磷酸盐将以污泥形式沉淀析出，不利于产品回收，因含盐量高树脂选择困难且再生废液难处理，蒸发结晶规模较大造成投资高，产出的混盐售价较低，不利于控制运行成本。

发明内容

为了克服产品不易回收且运行成本较高的问题，本发明一种能够确保产品水回收且保证高附加值产品盐产出、低投资的磷酸铁废水零排放处理系统及处理工艺。

本申请提供的一种磷酸铁废水零排放处理系统，包括洗涤废水处理工段、母液处理工段及产品盐生产工段；洗涤废水处理工段依次包括第一沉淀池、第一V型滤池、第一UF单元和第一物料分离膜单元，各相邻部件之间通过管道连通且通过泵进行相互输送；母液处理工段依次包括第二沉淀池、第二V型滤池、第二UF单元和第二物料分离膜单元，各相邻部件之间通过管道连通且通过泵进行相互的输送；产品盐生产工段依次包括除硬沉淀池、浓缩蒸发单元、硫酸铵结晶单元、磷酸一铵冷却结晶单元和复合肥结晶单元，各相邻部件之间通过管道连通且通过泵进行相互的输送。

进一步地，所述第一沉淀池用于对洗涤废水进行过滤，并去除洗涤废水内的悬浮物，第一V型滤池用于接收第一沉淀池排出的洗涤废水，并去除洗涤废水内的杂质；第一UF单元用于接收第一V型滤池滤出的洗涤废水，并去除洗涤废水内的微小杂质；第一物料分离膜单元用于对除微小杂质后的洗涤废水进行浓缩脱盐且生成洗水浓缩液及洗水淡水液，并将洗水浓缩液输送至第二沉淀池。

进一步地，所述第二沉淀池用于接收母液与洗水浓缩液，并去除混合液体内的悬浮物；第二V型滤池用于接收第二沉淀池排出的混合液体，并去除混合液体内的杂质；第二UF单元用于接收第二V型滤池滤出的混合液体，并通过超滤方式去除混合液体内的微小杂质；第二物料分离膜单元对除微小杂质后的混合液体进行母液物料分离浓缩且生成母液浓缩液及母液淡水液，母液浓缩液输送至除硬沉淀池进行副产物的生产。