公布日：2022.12.09

申請日：2022.09.05

分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C01B25/28(2006.01)I;C01C1/24(2006.01)I;C05G1/00(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;

C02F1/463(2006.01)N;C02F1/467(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F3/28(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及一種磷酸鐵鋰廢水的處理方法及系統(tǒng)，該方法是根據(jù)廢水成分特性及特定的組分含量狀態(tài)，調(diào)節(jié)PH至6‑7，采用電絮凝‑電芬頓‑電絮凝的前置工藝去除水中金屬元素，降低SS、降低COD，經(jīng)過生化反應(yīng)進(jìn)一步降低COD并生成沼氣、將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)為氮?dú)�、氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并將硝化液回流，然后進(jìn)入二沉池完成泥水分離，調(diào)節(jié)PH至8‑9，去除鐵、錳等金屬離子，最后經(jīng)過沉淀、超濾和RO系統(tǒng)，產(chǎn)出淡水回車間重新利用。本發(fā)明使用的電絮凝‑電芬頓‑電絮凝的前置工藝，通過電絮凝沉降去除水中的金屬元素，同時(shí)通過電芬頓氧化有機(jī)物，去除部分COD，導(dǎo)致最終產(chǎn)水條件較適宜微生物生存。

權(quán)利要求書

1.一種磷酸鐵鋰廢水的處理方法，是根據(jù)廢水成分特性及特定的組分含量狀態(tài)，調(diào)節(jié)PH至6-7，采用電絮凝-電芬頓-電絮凝的前置工藝去除水中金屬元素，降低SS、降低COD，然后經(jīng)過生化反應(yīng)，進(jìn)一步降低COD并生成沼氣、將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)為氮?dú)狻�氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并將硝化液回流，然后進(jìn)入二沉池完成泥水分離，調(diào)節(jié)PH至8-9，去除鐵、錳等金屬離子，最后經(jīng)過沉淀、超濾和RO系統(tǒng)，產(chǎn)出淡水回車間重新利用。

2.如權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，具體包括以下步驟：1）磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水經(jīng)泵提升至調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)PH至6-7；2）將廢水通入一級(jí)電解槽，添加絮凝劑，通過電流作用，使得電解槽鐵板中的鐵元素進(jìn)入到廢水中，生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵，使得廢水中SS沉淀下來；3）一級(jí)電解槽的產(chǎn)水通入一級(jí)壓濾機(jī)去除沉淀，通入二級(jí)電解槽，添加h2o2,在電流作用下，產(chǎn)生自由基，通過電芬頓的超強(qiáng)氧化還原的作用下，去除COD；4）二級(jí)電解槽的產(chǎn)水通過二級(jí)壓濾機(jī)去除沉淀，通入三級(jí)電解槽，添加絮凝劑，在電絮凝的作用下，使得廢水中SS沉淀下來，通入三級(jí)壓濾機(jī)中過濾，沉淀中富含磷、氮元素，烘干后作為復(fù)合肥出售；5）通入生化反應(yīng)裝置，進(jìn)行厭氧-缺氧-好氧生化反應(yīng)，降低SS含量，去除COD、氨氮；6）生化反應(yīng)裝置產(chǎn)水進(jìn)入二沉池，通過自然沉降、投加絮凝劑，使混合液澄清、污泥濃縮并將分離的污泥回流到生物處理段；7）二沉池產(chǎn)水經(jīng)泵提升至混合反應(yīng)池，加氨調(diào)節(jié)PH至8-9，將鐵、錳等重金屬元素作為氫氧化物沉淀下來；8）混合反應(yīng)池出水進(jìn)入超濾處理裝置，去除水體中微小懸浮物，然后進(jìn)入RO系統(tǒng)；經(jīng)過RO系統(tǒng)提濃濃縮的濃縮液電導(dǎo)達(dá)到130000-150000μs/cm，進(jìn)入MVR機(jī)械蒸發(fā)可產(chǎn)出工業(yè)優(yōu)等品硫酸銨及工業(yè)合格品磷酸二氫銨，RO系統(tǒng)所產(chǎn)生的純水循環(huán)利用。

3.如權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟3）中：電芬頓反應(yīng)停留時(shí)間不超過1小時(shí)。

4.如權(quán)利要求2所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟5）中生化反應(yīng)過程為：51）通入一級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置，通過厭氧微生物的厭氧發(fā)酵作用，降低COD，生成沼氣，并收集出售；52）一級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置的產(chǎn)水若果COD仍較高，則進(jìn)入二級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置，進(jìn)一步進(jìn)行厭氧發(fā)酵，降低COD，如果COD較低則進(jìn)入缺氧生化裝置；53）二級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置的產(chǎn)水進(jìn)入缺氧生化裝置，在溶解氧較低的情況下，進(jìn)行反硝化作用，去除水中的硝態(tài)氮，并進(jìn)一步去除COD；54）缺氧生化裝置產(chǎn)水進(jìn)入到好氧生化反應(yīng)裝置，在曝氣的條件下，硝化細(xì)菌在溶解氧充足的條件下，將水中氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,并進(jìn)一步降低COD，同時(shí)將硝化液回流進(jìn)入缺氧生化裝置。

5.一種磷酸鐵鋰廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述處理系統(tǒng)包括：調(diào)節(jié)池，用于調(diào)節(jié)未處理磷酸鐵鋰廢水的pH值；電解槽，與調(diào)節(jié)池的出口相連，具有三級(jí)，包括依次設(shè)置的一級(jí)電絮凝電解槽、二級(jí)電芬頓電解、三級(jí)電絮凝電解槽；壓濾機(jī)，與電解槽的出口相連，具有與電解槽相匹配的三級(jí)，包括一級(jí)板框壓濾機(jī)，進(jìn)口與一級(jí)電絮凝電解槽出口相連，出口與二級(jí)電芬頓電解進(jìn)口相連；二級(jí)板框壓濾機(jī)，進(jìn)口與二級(jí)電芬頓電解槽的出口相連，出口與三級(jí)電絮凝電解槽進(jìn)口相連；三級(jí)板框壓濾機(jī)，與三級(jí)電絮凝電解槽的出口相連；生化反應(yīng)裝置，進(jìn)出口分別連接三級(jí)板框壓濾機(jī)和二沉池；二沉池，與生化反應(yīng)裝置的好氧生化反應(yīng)裝置產(chǎn)水出口相連；混合反應(yīng)池，與二沉池出口相連；超濾系統(tǒng)，與混合反應(yīng)池出口相連，包括依次連接的沙濾-超濾處理裝置、RO系統(tǒng)和MVR機(jī)械蒸發(fā)裝置。

6.如權(quán)利要求5所述的磷酸鐵鋰廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生化反應(yīng)裝置包括依次連接的厭氧生化反應(yīng)裝置、缺氧生化反應(yīng)裝置、好氧生化反應(yīng)裝置；所述厭氧反應(yīng)裝置與所述三級(jí)板框壓濾機(jī)的出口相連，具有串聯(lián)的兩級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置；所述好氧生化反應(yīng)裝置包括產(chǎn)水出口和硝化回流出口；所述硝化回流出口連接所述缺氧生化反應(yīng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題,而提供一種環(huán)保高效且能夠?qū)崿F(xiàn)廢水零排放的處置的磷酸鐵鋰廢水的處理方法及系統(tǒng)。。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：上述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，是根據(jù)廢水成分特性及特定的組分含量狀態(tài)，調(diào)節(jié)PH至6-7，采用電絮凝-電芬頓-電絮凝的前置工藝去除水中金屬元素，降低SS、降低COD，然后經(jīng)過生化反應(yīng)，進(jìn)一步降低COD并生成沼氣、將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)為氮?dú)�、氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并將硝化液回流，然后進(jìn)入二沉池完成泥水分離，調(diào)節(jié)PH至8-9，去除鐵、錳等金屬離子，最后經(jīng)過沉淀、超濾和RO系統(tǒng)，產(chǎn)出淡水回車間重新利用。

所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，具體包括以下步驟：1）磷酸鐵鋰生產(chǎn)廢水經(jīng)泵提升至調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)PH至6-7；2）將廢水通入一級(jí)電解槽，添加絮凝劑，通過電流作用，使得電解槽鐵板中的鐵元素進(jìn)入到廢水中，生成氫氧化鐵、氫氧化亞鐵，使得廢水中SS沉淀下來；3）一級(jí)電解槽的產(chǎn)水通入一級(jí)壓濾機(jī)去除沉淀，通入二級(jí)電解槽，添加h2o2,在電流作用下，產(chǎn)生自由基，通過電芬頓的超強(qiáng)氧化還原的作用下，去除COD；4）二級(jí)電解槽的產(chǎn)水通過二級(jí)壓濾機(jī)去除沉淀，通入三級(jí)電解槽，添加絮凝劑，在電絮凝的作用下，使得廢水中SS沉淀下來，通入三級(jí)壓濾機(jī)中過濾，沉淀中富含磷、氮元素，烘干后作為復(fù)合肥出售；5）通入生化反應(yīng)裝置，進(jìn)行厭氧-缺氧-好氧生化反應(yīng)，降低SS含量，去除COD、氨氮；6）生化反應(yīng)裝置產(chǎn)水進(jìn)入二沉池，通過自然沉降、投加絮凝劑，使混合液澄清、污泥濃縮并將分離的污泥回流到生物處理段；7）二沉池產(chǎn)水經(jīng)泵提升至混合反應(yīng)池，加氨調(diào)節(jié)PH至8-9，將鐵、錳等重金屬元素作為氫氧化物沉淀下來；8）混合反應(yīng)池出水進(jìn)入超濾處理裝置，去除水體中微小懸浮物，然后進(jìn)入RO系統(tǒng)；經(jīng)過RO系統(tǒng)提濃濃縮的濃縮液達(dá)到130000-150000μs/cm，進(jìn)入MVR機(jī)械蒸發(fā)可產(chǎn)出工業(yè)優(yōu)等品硫酸銨及工業(yè)合格品磷酸二氫銨，RO系統(tǒng)所產(chǎn)生的純水循環(huán)利用。

所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，其中：所述步驟3）中電芬頓反應(yīng)停留時(shí)間不超過1小時(shí)。

所述的磷酸鐵鋰廢水的處理方法，其中：所述步驟5）中生化反應(yīng)過程為：51）通入一級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置，通過厭氧微生物的厭氧發(fā)酵作用，降低COD，生成沼氣，并收集出售；52）一級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置的產(chǎn)水若果COD仍較高，則進(jìn)入二級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置，進(jìn)一步進(jìn)行厭氧發(fā)酵，降低COD，如果COD較低則進(jìn)入缺氧生化裝置；53）二級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置的產(chǎn)水進(jìn)入缺氧生化裝置，在溶解氧較低的情況下，進(jìn)行反硝化作用，去除水中的硝態(tài)氮，并進(jìn)一步去除COD；54）缺氧生化裝置產(chǎn)水進(jìn)入到好氧生化反應(yīng)裝置，在曝氣的條件下，硝化細(xì)菌在溶解氧充足的條件下，將水中氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,并進(jìn)一步降低COD。同時(shí)將硝化液回流進(jìn)入缺氧生化裝置。

上述的磷酸鐵鋰廢水的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括：調(diào)節(jié)池，用于調(diào)節(jié)未處理磷酸鐵鋰廢水的pH值；電解槽，與調(diào)節(jié)池的出口相連，具有三級(jí)，包括依次設(shè)置的一級(jí)電絮凝電解槽、二級(jí)電芬頓電解、三級(jí)電絮凝電解槽；壓濾機(jī)，與電解槽的出口相連，具有與電解槽相匹配的三級(jí)，包括一級(jí)板框壓濾機(jī)，進(jìn)口與一級(jí)電絮凝電解槽出口相連，出口與二級(jí)電芬頓電解進(jìn)口相連；二級(jí)板框壓濾機(jī)，進(jìn)口與二級(jí)電芬頓電解槽的出口相連，出口與三級(jí)電絮凝電解槽進(jìn)口相連；三級(jí)板框壓濾機(jī)，與三級(jí)電絮凝電解槽的出口相連；生化反應(yīng)裝置，進(jìn)出口分別連接三級(jí)板框壓濾機(jī)和二沉池；二沉池，與生化反應(yīng)裝置的好氧生化反應(yīng)裝置產(chǎn)水出口相連；混合反應(yīng)池，與二沉池出口相連；超濾系統(tǒng)，與混合反應(yīng)池出口相連，包括依次連接的沙濾-超濾處理裝置、RO系統(tǒng)和MVR機(jī)械蒸發(fā)裝置。

所述的磷酸鐵鋰廢水的處理系統(tǒng)，其中：所述生化反應(yīng)裝置包括依次連接的厭氧生化反應(yīng)裝置、缺氧生化反應(yīng)裝置、好氧生化反應(yīng)裝置；所述厭氧反應(yīng)裝置與所述三級(jí)板框壓濾機(jī)的出口相連，具有串聯(lián)的兩級(jí)UASB厭氧生化反應(yīng)裝置；所述好氧生化反應(yīng)裝置包括產(chǎn)水出口和硝化回流出口；所述硝化回流出口連接所述缺氧生化反應(yīng)裝置。

有益效果：

（1）由于磷酸鐵鋰廢水的特殊性，其含有大量包括鐵、鋰、錳在內(nèi)的金屬元素，且葡萄糖含量較高，導(dǎo)致微生物難以生存，使用傳統(tǒng)生化處理氨氮、COD的方法，會(huì)導(dǎo)致微生物大量死亡，生化處理較差。本發(fā)明使用了電絮凝-電芬頓-電絮凝的前置工藝，通過電絮凝沉降去除水中的金屬元素，通過一級(jí)電解后，鋰含量由700ppm降低到20ppm，同時(shí)錳含量由20ppm降低到2ppm，鐵含量由1500ppm降低到23ppm。同時(shí)通過電芬頓氧化有機(jī)物，去除部分COD，導(dǎo)致最終產(chǎn)水條件較適宜微生物生存。

（2）已有的傳統(tǒng)化學(xué)芬頓處理手段，其在常溫常壓下，反應(yīng)難以即時(shí)和充分，電芬頓工藝無需配制硫酸亞鐵溶液，節(jié)約水資源，節(jié)省藥劑成本；通過控制電壓或電流來控制溶液中亞鐵離子濃度，操作簡單，更容易自動(dòng)化；處理效率更高，傳統(tǒng)芬頓停留時(shí)間一般控制在2小時(shí)，電芬頓中極板附近亞鐵離子高度富集，所以它有比傳統(tǒng)芬頓更高的反應(yīng)推動(dòng)力，本發(fā)明反應(yīng)停留時(shí)間在0.8-1小時(shí)，極大提升了處理效率。

（發(fā)明人：李靜;魏福標(biāo);張正宇;吳創(chuàng)）