公布日：2022.11.08
申請日：2022.07.01
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/463(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)及方法，屬于磷酸鐵母液廢水處理領(lǐng)域，磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，包括依次連接的收集池、化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備、板框壓濾機、第一水箱、電滲析系統(tǒng)、第二水箱、MVR蒸發(fā)器、第一結(jié)晶器、蒸發(fā)母液池、雙效蒸發(fā)器、第二結(jié)晶器，電滲析系統(tǒng)、MVR蒸發(fā)器、以及雙效蒸發(fā)器的清洗廢水通過管道回流至收集池。本發(fā)明的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)磷酸鐵母液廢水的無害化、減量化、資源化。
權(quán)利要求書
1.磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的收集池、化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備、板框壓濾機、第一水箱、電滲析系統(tǒng)、第二水箱、MVR蒸發(fā)器、第一結(jié)晶器、蒸發(fā)母液池、雙效蒸發(fā)器、第二結(jié)晶器；所述電滲析系統(tǒng)、MVR蒸發(fā)器、以及雙效蒸發(fā)器的清洗廢水通過管道回流至收集池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括依次連接的第三水箱、一級RO系統(tǒng)、第四水箱、脫鹽RO系統(tǒng)、第五水箱、以及脫氨樹脂系統(tǒng)；所述MVR蒸發(fā)器和雙效蒸發(fā)器的冷凝水出口均通過管道與第三水箱連接，所述脫鹽RO系統(tǒng)的濃水出口通過管道與第三水箱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述收集池、第一水箱、以及電滲析系統(tǒng)的進水速率均為35-45m3/h；所述第二水箱的進水速率為18-22m3/h；所述MVR蒸發(fā)器的進水速率為30-35m3/h；所述蒸發(fā)母液池的進水速率為1.5-2.5m3/h；所述一級RO系統(tǒng)的進水速率為210-240m3/h；所述第四水箱的進水速率為150-170m3/h；所述第五水箱的進水速率為130-135m3/h；所述MVR蒸發(fā)器的冷凝水出水速率為29-34m3/h；所述雙效蒸發(fā)器的冷凝水出水速率為1.5-2.5m3/h；所述脫鹽RO系統(tǒng)的濃水出水速率為32-36m3/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備包括化學(xué)絮凝箱、第一進水管、攪拌器、第一泵、第一進液管、第二泵、第二進液管、密封軸承、第三進液管、第二進水管、電絮凝箱、電極組、電控箱、出水管、以及霧化噴頭；所述電絮凝箱的頂部固定有化學(xué)絮凝箱，所述化學(xué)絮凝箱的右側(cè)壁的上方固定連通有第一進水管，所述化學(xué)絮凝箱的左側(cè)壁的下方固定連通有第二進水管，所述第二進水管的出水端固定連通于所述電絮凝箱的左側(cè)壁的上方，所述電絮凝箱的右側(cè)壁的下方固定連通有出水管；所述化學(xué)絮凝箱的頂部固定有攪拌器，所述攪拌器具有兩個攪拌端，其中一個所述攪拌端相對于另一個所述攪拌端傾斜設(shè)置；所述攪拌器具有豎直設(shè)置的第一攪拌軸，所述第一攪拌軸呈中空設(shè)置，所述第一攪拌軸內(nèi)部的上方嵌設(shè)有密封軸承，所述第三進液管插設(shè)于所述密封軸承的內(nèi)圈內(nèi)，所述攪拌器左右兩側(cè)的所述化學(xué)絮凝箱的頂部分別固定有第一泵和第二泵，所述第一泵通過第一進液管與所述第三進液管固定連通，所述第二泵通過第二進液管與所述第三進液管固定連通；所述第一攪拌軸的底端固定連通有霧化噴頭；所述電絮凝箱的內(nèi)部間隔設(shè)置有多組電極組，每組電極組均包括兩個呈S型的電極板，所述電絮凝箱的頂部固定有電控箱，所述電控箱為所述電極組供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備還包括真空泵和流量閥；所述化學(xué)絮凝箱的左側(cè)壁的上方固定有真空泵，所述真空泵的抽氣端與化學(xué)絮凝箱的上部連通；所述第一進水管、第二進水管、以及出水管上均設(shè)置有流量閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述電極板包括框架、格柵部、接線部、以及插接部；所述框架的內(nèi)部固定有格柵部，所述框架的底部固定有插接部，所述框架、格柵部、以及插接部均位于所述電絮凝箱的內(nèi)部，所述框架的頂部固定有接線部，所述接線部延伸出所述電絮凝箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備還包括絕緣底座和密封罩；所述絕緣底座可拆卸固定于所述電絮凝箱內(nèi)部的底壁，所述絕緣底座的頂部具有用于所述插接部插裝的沿絕緣底座長度方向等距間隔設(shè)置的多個插槽；所述電絮凝箱的頂部具有螺紋開口，所述密封罩密封螺接于所述螺紋開口，且將所述接線部包圍在內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述電控箱內(nèi)具有用于周期性改變電源的電流方向的時間繼電器，以使每組電極組的兩個電極板的正負極發(fā)生轉(zhuǎn)變。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，其特征在于：所述攪拌器包括第一攪拌軸、第一軸承座、攪拌葉、從動輪、主動輪、皮帶、第一錐齒輪、第二錐齒輪、電機、轉(zhuǎn)軸、第二軸承座、第二攪拌軸、以及螺旋葉片；所述電機固定于所述化學(xué)絮凝箱頂部的左側(cè)，所述電機的頂部固定有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上固定有主動輪和第一錐齒輪，所述第一錐齒輪位于所述主動輪的下方，所述第一軸承座固定于所述化學(xué)絮凝箱頂部的右側(cè)，所述第一攪拌軸的下端穿過所述第一軸承座且延伸至所述化學(xué)絮凝箱的內(nèi)部固定有攪拌葉，所述第一攪拌軸的上部固定有從動輪，所述從動輪和主動輪之間通過皮帶傳動連接；所述第二軸承座固定于所述化學(xué)絮凝箱的頂部，且位于所述電機的左側(cè)，所述第二攪拌軸穿過所述第二軸承座，且延伸至化學(xué)絮凝箱的內(nèi)部固定有螺旋葉片，所述第二攪拌軸的頂端固定有第二錐齒輪，所述第二錐齒輪與所述第一錐齒輪嚙合；所述第二攪拌軸朝向所述第一攪拌軸傾斜設(shè)置；所述攪拌葉上開設(shè)有孔徑從一側(cè)至另一側(cè)遞減的消泡孔。
10.磷酸鐵母液廢水資源化處理方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一項所述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)進行處理，包括以下步驟：將磷酸鐵母液廢水輸送至收集池內(nèi)進行收集，收集池收集的磷酸鐵母液廢水進入化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至堿性，加入絮凝劑，通過化學(xué)絮凝處理后，通電進行電絮凝處理，絮凝處理完畢后的磷酸鐵母液廢水進入板框壓濾機進行壓濾處理，得污泥，壓濾處理得到的濾液送入第一水箱收集，往第一水箱內(nèi)添加硫酸調(diào)節(jié)pH值至酸性，第一水箱出水輸送至電滲析系統(tǒng)進行深度濃縮處理，電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進入第二水箱收集，電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集，第二水箱出水進入MVR蒸發(fā)器再進行深度濃縮處理，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的濃縮液進入第一結(jié)晶器進行結(jié)晶處理，得硫酸銨，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水回流至第三水箱收集，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集，第一結(jié)晶器產(chǎn)生的母液進入蒸發(fā)母液池收集，蒸發(fā)母液池出水進入雙效蒸發(fā)器再次進行濃縮處理，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水回流至第三水箱收集，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的濃縮液進入第二結(jié)晶器進行結(jié)晶處理，得磷酸二氫銨，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集；往第三水箱內(nèi)添加硫酸調(diào)節(jié)pH值至酸性，第三水箱出水進入一級RO系統(tǒng)進行濃縮處理，一級RO系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水進入第四水箱收集，第四水箱出水進入脫鹽RO系統(tǒng)進行脫鹽處理，脫鹽RO系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水回流至第三水箱收集，脫鹽RO系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水進入第五水箱收集，第五水箱出水進入脫氨樹脂系統(tǒng)進行脫氨處理，脫氨樹脂系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水回用或達標(biāo)排放。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)磷酸鐵母液廢水的無害化、減量化、資源化。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)，包括依次連接的收集池、化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備、板框壓濾機、第一水箱、電滲析系統(tǒng)、第二水箱、MVR蒸發(fā)器、第一結(jié)晶器、蒸發(fā)母液池、雙效蒸發(fā)器、第二結(jié)晶器，電滲析系統(tǒng)、MVR蒸發(fā)器、以及雙效蒸發(fā)器的清洗廢水通過管道回流至收集池。
優(yōu)選地，還包括依次連接的第三水箱、一級RO系統(tǒng)、第四水箱、脫鹽RO系統(tǒng)、第五水箱、以及脫氨樹脂系統(tǒng)，MVR蒸發(fā)器和雙效蒸發(fā)器的冷凝水出口均通過管道與第三水箱連接，脫鹽RO系統(tǒng)的濃水出口通過管道與第三水箱連接。
優(yōu)選地，收集池、第一水箱、以及電滲析系統(tǒng)的進水速率均為35-45m3/h，第二水箱的進水速率為18-22m3/h，MVR蒸發(fā)器的進水速率為30-35m3/h，蒸發(fā)母液池的進水速率為1.5-2.5m3/h，一級RO系統(tǒng)的進水速率為210-240m3/h，第四水箱的進水速率為150-170m3/h，第五水箱的進水速率為130-135m3/h，MVR蒸發(fā)器的冷凝水出水速率為29-34m3/h，雙效蒸發(fā)器的冷凝水出水速率為1.5-2.5m3/h，脫鹽RO系統(tǒng)的濃水出水速率為32-36m3/h。
優(yōu)選地，化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備包括化學(xué)絮凝箱、第一進水管、攪拌器、第一泵、第一進液管、第二泵、第二進液管、密封軸承、第三進液管、第二進水管、電絮凝箱、電極組、電控箱、出水管、以及霧化噴頭，電絮凝箱的頂部固定有化學(xué)絮凝箱，化學(xué)絮凝箱的右側(cè)壁的上方固定連通有第一進水管，化學(xué)絮凝箱的左側(cè)壁的下方固定連通有第二進水管，第二進水管的出水端固定連通于電絮凝箱的左側(cè)壁的上方，電絮凝箱的右側(cè)壁的下方固定連通有出水管，化學(xué)絮凝箱的頂部固定有攪拌器，攪拌器具有兩個攪拌端，其中一個攪拌端相對于另一個攪拌端傾斜設(shè)置，攪拌器具有豎直設(shè)置的第一攪拌軸，第一攪拌軸呈中空設(shè)置，第一攪拌軸內(nèi)部的上方嵌設(shè)有密封軸承，第三進液管插設(shè)于密封軸承的內(nèi)圈內(nèi)，攪拌器左右兩側(cè)的化學(xué)絮凝箱的頂部分別固定有第一泵和第二泵，第一泵通過第一進液管與第三進液管固定連通，第二泵通過第二進液管與第三進液管固定連通，第一攪拌軸的底端固定連通有霧化噴頭，電絮凝箱的內(nèi)部間隔設(shè)置有多組電極組，每組電極組均包括兩個呈S型的電極板，電絮凝箱的頂部固定有電控箱，電控箱為電極組供電。
優(yōu)選地，化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備還包括真空泵和流量閥，化學(xué)絮凝箱的左側(cè)壁的上方固定有真空泵，真空泵的抽氣端與化學(xué)絮凝箱的上部連通，第一進水管、第二進水管、以及出水管上均設(shè)置有流量閥。
優(yōu)選地，電極板包括框架、格柵部、接線部、以及插接部，框架的內(nèi)部固定有格柵部，框架的底部固定有插接部，框架、格柵部、以及插接部均位于電絮凝箱的內(nèi)部，框架的頂部固定有接線部，接線部延伸出電絮凝箱。
優(yōu)選地，化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備還包括絕緣底座和密封罩，絕緣底座可拆卸固定于電絮凝箱內(nèi)部的底壁，絕緣底座的頂部具有用于插接部插裝的沿絕緣底座長度方向等距間隔設(shè)置的多個插槽，電絮凝箱的頂部具有螺紋開口，密封罩密封螺接于螺紋開口，且將接線部包圍在內(nèi)。
優(yōu)選地，電控箱內(nèi)具有用于周期性改變電源的電流方向的時間繼電器，以使每組電極組的兩個電極板的正負極發(fā)生轉(zhuǎn)變。
優(yōu)選地，攪拌器包括第一攪拌軸、第一軸承座、攪拌葉、從動輪、主動輪、皮帶、第一錐齒輪、第二錐齒輪、電機、轉(zhuǎn)軸、第二軸承座、第二攪拌軸、以及螺旋葉片，電機固定于化學(xué)絮凝箱頂部的左側(cè)，電機的頂部固定有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有主動輪和第一錐齒輪，第一錐齒輪位于主動輪的下方，第一軸承座固定于化學(xué)絮凝箱頂部的右側(cè)，第一攪拌軸的下端穿過第一軸承座且延伸至化學(xué)絮凝箱的內(nèi)部固定有攪拌葉，第一攪拌軸的上部固定有從動輪，從動輪和主動輪之間通過皮帶傳動連接，第二軸承座固定于化學(xué)絮凝箱的頂部，且位于電機的左側(cè)，第二攪拌軸穿過第二軸承座，且延伸至化學(xué)絮凝箱的內(nèi)部固定有螺旋葉片，第二攪拌軸的頂端固定有第二錐齒輪，第二錐齒輪與第一錐齒輪嚙合，第二攪拌軸朝向第一攪拌軸傾斜設(shè)置，攪拌葉上開設(shè)有孔徑從一側(cè)至另一側(cè)遞減的消泡孔。
本發(fā)明還提供磷酸鐵母液廢水資源化處理方法，采用上述的磷酸鐵母液廢水資源化處理系統(tǒng)進行處理，包括以下步驟：將磷酸鐵母液廢水輸送至收集池內(nèi)進行收集，收集池收集的磷酸鐵母液廢水進入化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至堿性，加入絮凝劑，通過化學(xué)絮凝處理后，通電進行電絮凝處理，絮凝處理完畢后的磷酸鐵母液廢水進入板框壓濾機進行壓濾處理，得污泥，壓濾處理得到的濾液送入第一水箱收集，往第一水箱內(nèi)添加硫酸調(diào)節(jié)pH值至酸性，第一水箱出水輸送至電滲析系統(tǒng)進行深度濃縮處理，電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進入第二水箱收集，電滲析系統(tǒng)產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集，第二水箱出水進入MVR蒸發(fā)器再進行深度濃縮處理，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的濃縮液進入第一結(jié)晶器進行結(jié)晶處理，得硫酸銨，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水回流至第三水箱收集，MVR蒸發(fā)器產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集，第一結(jié)晶器產(chǎn)生的母液進入蒸發(fā)母液池收集，蒸發(fā)母液池出水進入雙效蒸發(fā)器再次進行濃縮處理，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水回流至第三水箱收集，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的濃縮液進入第二結(jié)晶器進行結(jié)晶處理，得磷酸二氫銨，雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的清洗廢水回流至收集池收集，往第三水箱內(nèi)添加硫酸調(diào)節(jié)pH值至酸性，第三水箱出水進入一級RO系統(tǒng)進行濃縮處理，一級RO系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水進入第四水箱收集，第四水箱出水進入脫鹽RO系統(tǒng)進行脫鹽處理，脫鹽RO系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水回流至第三水箱收集，脫鹽RO系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水進入第五水箱收集，第五水箱出水進入脫氨樹脂系統(tǒng)進行脫氨處理，脫氨樹脂系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水回用或達標(biāo)排放。
本發(fā)明的有益效果為：
1、采用化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備，集化學(xué)絮凝和電絮凝于一體，減少絮凝劑的使用的同時減少二次污染，并且采用兩種不同形式的絮凝處理，更有利于絮凝體的產(chǎn)生，有利于后續(xù)板框壓濾處理。采用化學(xué)絮凝及電絮凝一體設(shè)備對廢水進行軟化，預(yù)脫除濁度/硬度，結(jié)合板框壓濾，收集回收污泥委外回收處理。然后通過電滲析系統(tǒng)進行濃縮處理，產(chǎn)生的濃水經(jīng)由第一結(jié)晶器結(jié)晶獲得硫酸銨進行回收。結(jié)晶母液再經(jīng)過雙效蒸發(fā)器和第二結(jié)晶器的處理進行磷酸二氫銨的回收。如此實現(xiàn)磷酸鐵母液廢水的資源化處理(硫酸銨回收、磷酸二氫銨回收、污泥回收)。并且將電滲析系統(tǒng)、MVR蒸發(fā)器、以及雙效蒸發(fā)器的清洗廢水統(tǒng)一回流至收集池進行循環(huán)處理，使得處理更加徹底。
2、通過第三水箱回收MVR蒸發(fā)器和雙效蒸發(fā)器的冷凝水，再經(jīng)由一級RO系統(tǒng)及其后續(xù)步驟進行水處理以達到無害化(達標(biāo)排放)和減量化(產(chǎn)水回用)。通過第三水箱回收脫鹽RO系統(tǒng)的濃水，使得處理更加徹底。
3、通過對進水速率和出水速率的把控，再結(jié)合處理系統(tǒng)中的各個步驟，確保整個系統(tǒng)的高效運行。
4、在攪拌器旋轉(zhuǎn)攪拌的過程中，將氨水、絮凝劑以霧化的方式噴出與廢水混合，分散更加均勻，提高混合效率，提高絮凝效果。并且攪拌器的其中一個攪拌端相對于另一個攪拌端傾斜設(shè)置的方式，進一步提高混合效率，使得混合更加徹底高效，絮凝反應(yīng)充分。
5、采用S型的電極板的設(shè)置，不僅提高廢水與電極板的接觸面積，提高電絮凝效率，而且能夠緩沖廢水水流對電極板的沖擊力，提高電極板的使用壽命。
6、通過真空泵的設(shè)置，減少氣泡的產(chǎn)生，同時使得化學(xué)絮凝箱內(nèi)部形成負壓，使得氣泡更容易破裂，通過孔徑由大變小的消泡孔的設(shè)置在攪拌葉旋轉(zhuǎn)過程中對氣泡進行進一步消除，如此消除氣泡，提高絮凝效果。
7、采用一個絕緣底座的設(shè)置，將各個電極板插設(shè)于插槽，安裝方便。并且由于插槽沿絕緣底座的長度方向等距間隔設(shè)置，無需現(xiàn)場對電極板的間距安裝要求，只需要將電極板插設(shè)于插槽即完成電極板間距的調(diào)節(jié)設(shè)置和安裝。不同間距的電極板的設(shè)置能夠適應(yīng)不同的電絮凝要求，適應(yīng)性廣。
8、通過變換的極性，避免其中一個電極板始終作為陰極使用，減少污垢沉積，實現(xiàn)電極板的自清潔，減少拆卸清洗次數(shù)，更加節(jié)約成本。提高電極板的使用壽命。
9、螺旋葉片與攪拌葉以兩種不同形式進行攪拌混合，使得攪拌混合更加徹底高效，并且能夠進行高效分散處理。還有兩種不同形式的攪拌的同步運行只需要一個電機即可實現(xiàn)，更加節(jié)約成本，也減少了線路布置。
（發(fā)明人：嚴金土;雷孝進;王添火;夏天華）
