公布日：2022.09.30

申請日：2022.07.21

分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)I;C02F1/62(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C01B25/37(2006.01)I;

C01B25/28(2006.01)I;C01C1/24(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及一種氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置及方法，首先通過母液預處理系統(tǒng)，利用氨水分段調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)過反應(yīng)過濾去除母液中的鈣、鎂、重金屬離子與懸浮物，通過洗水預處理系統(tǒng)，利用氨水調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)過反應(yīng)沉淀過濾去除洗水中的鈣、鎂、重金屬離子與懸浮物；進而利用多級反滲透濃縮出TDS濃度為150～180mg/L的濃縮液，凈化出電導≤10μS/cm的純水；最后利用蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)產(chǎn)出純度≥99%的硫酸銨與純度≥98.5%的磷酸二氫銨，高效回收磷酸鐵生產(chǎn)廢水中的水與鹽，硫酸銨外售，純水與磷酸二氫銨回用與磷酸鐵生產(chǎn)工序，達到氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理的目的。

權(quán)利要求書

1.氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置，其特征是包括母液預處理系統(tǒng)、洗水預處理系統(tǒng)、膜濃縮凈化系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)；其中磷酸鐵生產(chǎn)母液接至母液預處理系統(tǒng)的進水口，母液預處理系統(tǒng)的出泥口送出母液預處理泥餅，母液預處理系統(tǒng)的出水口送出母液預處理系統(tǒng)出水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的1#進水口；磷酸鐵生產(chǎn)洗水接至洗水預處理系統(tǒng)的進水口，洗水預處理系統(tǒng)的出泥口送出洗水預處理泥餅，洗水預處理系統(tǒng)的出水口送出洗水預處理系統(tǒng)出水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的2#進水口；膜濃縮凈化系統(tǒng)的純水出口送出純水，膜濃縮凈化系統(tǒng)的濃縮液出口送出膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液至蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)的進液口，蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)的冷凝水出口送出冷凝水至膜濃縮凈化系統(tǒng)的3#進水口，蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)的1#出鹽口送出硫酸銨，蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)的2#出鹽口送出磷酸二氫銨。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置，其特征是所述的母液預處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括母液調(diào)節(jié)池、一級反應(yīng)池、一級板框壓濾機、中間水池、反應(yīng)池、二級板框壓濾機、清水池、砂濾器、自清洗過濾器、超濾裝置、母液預處理系統(tǒng)出水池、反洗水收集池、反洗水板框壓濾機、一級氨水投加裝置、二級氨水投加裝置、母液硫酸投加裝置、砂濾器反洗風機、超濾反洗風機、一級提升泵、一級壓濾泵、二級提升泵、二級壓濾泵、過濾泵、砂濾器反洗泵、超濾反洗泵、母液預處理系統(tǒng)出水泵、反洗水壓濾泵；其中磷酸鐵生產(chǎn)母液接至母液調(diào)節(jié)池的進水口，母液調(diào)節(jié)池的出水口通過一級提升泵與一級反應(yīng)池的進水口相接，一級氨水投加裝置的出藥口接至一級反應(yīng)池的進藥口，一級反應(yīng)池的出水口通過一級壓濾泵與一級板框壓濾機的進泥口相接，一級板框壓濾機的出液口接至中間水池的進水口；中間水池的出水口通過二級提升泵與二級反應(yīng)池的進水口相接，二級氨水投加裝置的出藥口接至二級反應(yīng)池的進藥口，二級反應(yīng)池的出水口通過二級壓濾泵與二級板框壓濾機的進泥口相接，二級板框壓濾機的出液口接至清水池的1#進水口；清水池的1#出水口通過過濾泵與砂濾器的進水口相接，清水池的2#出水口通過砂濾器反洗泵與砂濾器的反洗水進水口相接，砂濾器反洗風機的出風口接至砂濾器的反洗進風口，砂濾器的反洗水排口接至反洗水收集池的進水口，反洗水收集池的出水口通過反洗水壓濾泵與反洗水板框壓濾機的進泥口相接，反洗水板框壓濾機的出液口接至清水池的2#進水口，一級板框壓濾機的出泥口、二級板框壓濾機的出泥口和反洗水板框壓濾機的出泥口送出母液預處理泥餅；砂濾器的出水口接至自清洗過濾器的進水口，自清洗過濾器的出水口接至超濾裝置的進水口，超濾反洗風機的出風口接至超濾裝置的反洗進風口，自清洗過濾器的清洗排水口和超濾裝置的反洗排水口也接至反洗水收集池的進水口，超濾裝置的出水口接至母液預處理系統(tǒng)出水池的進水口，母液預處理系統(tǒng)出水池的1#出水口通過超濾反洗泵與超濾裝置的反洗進水口相接，母液預處理系統(tǒng)出水池的2#出水口通過母液預處理系統(tǒng)出水泵經(jīng)母液預處理系統(tǒng)出水口送出母液預處理系統(tǒng)出水，母液硫酸投加裝置的出藥口也接至母液預處理系統(tǒng)出水口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置，其特征是所述的洗水預處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括洗水調(diào)節(jié)池、洗水反應(yīng)池、洗水沉淀池、洗水氨水投加裝置、污泥池、污泥板框壓濾機、壓濾液池、泥水分離膜池、泥水分離膜反洗風機、洗水預處理系統(tǒng)出水池、洗水硫酸投加裝置、洗水提升泵、泥水分離膜抽吸泵、泥水分離膜反洗泵、洗水預處理系統(tǒng)出水泵、污泥壓濾泵、壓濾液提升泵；其中磷酸鐵生產(chǎn)洗水接至洗水調(diào)節(jié)池的進水口，洗水調(diào)節(jié)池的出水口通過洗水提升泵與洗水反應(yīng)池的1#進水口相接，洗水氨水投加裝置的出藥口接至洗水反應(yīng)池的進藥口，洗水反應(yīng)池的出水口接至洗水沉淀池的進水口，洗水沉淀池的出水口接至泥水分離膜池的進水口；洗水沉淀池的出泥口接至污泥池的進泥口，污泥池的出泥口通過污泥壓濾泵接至污泥板框壓濾機的進泥口，污泥板框壓濾機的出泥口送出洗水預處理泥餅，污泥板框壓濾機的壓濾液出口接至壓濾液池的進水口，壓濾液池的出水口通過壓濾液提升泵接至洗水反應(yīng)池的2#進水口；泥水分離膜池的反溪水出口也接至污泥池的進泥口，泥水分離膜池的出水口通過泥水分離膜抽吸泵與洗水預處理系統(tǒng)出水池的進水口相接，洗水預處理系統(tǒng)出水池的1#出水口通過泥水分離膜反洗泵與泥水分離膜池的反洗水進水口相接，泥水分離膜反洗風機的出風口接至泥水分離膜池的反洗進風口，洗水預處理系統(tǒng)出水池的2#出水口通過洗水預處理系統(tǒng)出水泵經(jīng)過預處理系統(tǒng)出水口送出洗水預處理系統(tǒng)出水，洗水硫酸投加裝置的出藥口也接至預處理系統(tǒng)出水口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置，其特征是所述洗水預處理系統(tǒng)中設(shè)有過濾孔徑為0.05-1.0μm的PTFE材質(zhì)的泥水分離膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置，其特征是所述的膜濃縮凈化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括膜濃縮凈化系統(tǒng)進水池、一級反滲透保安過濾器、一級反滲透裝置、一級反滲透濃水池、超高壓反滲透保安過濾器、超高壓反滲透裝置、膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液池、超高壓反滲透產(chǎn)水池、二級反滲透保安過濾器、二級反滲透裝置、一級反滲透產(chǎn)水池、三級反滲透保安過濾器、三級反滲透裝置、純水池、一級反滲透增壓泵、一級反滲透高壓泵、超高壓反滲透增壓泵、超高壓反滲透高壓柱塞泵、膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液輸送泵、二級反滲透增壓泵、二級反滲透高壓泵、三級反滲透增壓泵、三級反滲透高壓泵、純水輸送泵；其中洗水預處理系統(tǒng)出水接至膜濃縮凈化系統(tǒng)進水池的1#進水口，膜濃縮凈化系統(tǒng)進水池的出水口通過一級反滲透增壓泵與一級反滲透保安過濾器的進水口相接，一級反滲透保安過濾器的出水口通過一級反滲透高壓泵與一級反滲透裝置的進水口相接，一級反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至一級反滲透產(chǎn)水池的1#進水口，一級反滲透裝置的濃水出口接至一級反滲透濃水池的1#進水口；母液預處理系統(tǒng)出水接至一級反滲透濃水池的2#進水口，一級反滲透濃水池的出水口通過超高壓反滲透增壓泵與超高壓反滲透保安過濾器的進水口相接，超高壓反滲透保安過濾器的出水口通過超高壓反滲透高壓柱塞泵與超高壓反滲透裝置的進水口相接，超高壓反滲透裝置的濃水出口接至膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液池的進水口，膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液池的出水口通過膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液輸送泵送出膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液；超高壓反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至超高壓反滲透產(chǎn)水池的1#進水口，冷凝水接至超高壓反滲透產(chǎn)水池的2#進水口，超高壓反滲透產(chǎn)水池的出水口通過二級反滲透增壓泵與二級反滲透保安過濾器的進水口相接，二級反滲透保安過濾器的出水口通過二級反滲透高壓泵與二級反滲透裝置的進水口相接，二級反滲透裝置的濃水出口接至膜濃縮凈化系統(tǒng)進水池的2#進水口，二級反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至一級反滲透產(chǎn)水池的2#進水口；一級反滲透產(chǎn)水池的出水口通過三級反滲透增壓泵與三級反滲透保安過濾器的進水口相接，三級反滲透保安過濾器的出水口通過三級反滲透高壓泵與三級反滲透裝置的進水口相接，三級反滲透裝置的濃水出口接至超高壓反滲透產(chǎn)水池的3#進水口，三級反滲透裝置的產(chǎn)水出口接至純水池的進水口，純水池的出水口通過純水輸送泵送出純水。

6.一種氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置的工作方法，其特征是包括如下步驟：1）母液預處理：通過母液預處理系統(tǒng)，利用分兩段投加氨水調(diào)節(jié)磷酸鐵生產(chǎn)母液的pH，除去母液中的鈣、鎂與重金屬離子，將母液中的懸浮物降低到≤1mg/L；2）洗水預處理：通過洗水預處理系統(tǒng)，利用投加氨水調(diào)節(jié)磷酸鐵生產(chǎn)洗水的pH，除去洗水中的鈣、鎂與重金屬離子，將洗水中的懸浮物降低到≤1mg/L；3）膜濃縮凈化：通過膜濃縮凈化系統(tǒng)，對洗水預處理系統(tǒng)出水進行二級反滲透濃縮，對母液預處理系統(tǒng)出水進行一級反滲透濃縮，得到濃度為150-180g/L的膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液；同時利用多級反滲透凈化出電導≤10μS/cm的純水，回用于磷酸鐵生產(chǎn)工序。7.4）蒸發(fā)結(jié)晶分鹽：通過蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)，具體是針對膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液，先蒸發(fā)結(jié)晶并干燥出純度≥99%的硫酸銨，直接外售；再利用精制出純度≥98.5%的磷酸二氫銨，回用于磷酸鐵生產(chǎn)工序。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置的工作方法，其特征是所述步驟1）中的母液預處理系統(tǒng)，包括母液調(diào)節(jié)池、一級反應(yīng)池、一級板框壓濾機、中間水池、反應(yīng)池、二級板框壓濾機、清水池、砂濾器、自清洗過濾器、超濾裝置、母液預處理系統(tǒng)出水池、反洗水收集池、反洗水板框壓濾機、一級氨水投加裝置、二級氨水投加裝置、母液硫酸投加裝置；具體是針對磷酸鐵生產(chǎn)母液，首先利用一級氨水投加裝置投加氨水，將母液的pH值從0.8-1.5調(diào)節(jié)到5.0-6.0，進行一級反應(yīng)與壓濾，進而利用二級氨水投加裝置投加氨水，將母液的pH值調(diào)節(jié)到7.5-9.0，進行二級反應(yīng)與壓濾，除去母液中的鈣、鎂與重金屬離子，形成富含氮、磷、硫元素的母液預處理泥餅，外運作為復合肥的原料；再依次利用砂濾器、自清洗過濾器、超濾裝置濾除母液中的小顆粒物，將母液中的懸浮物降低到≤1mg/L，砂濾器每4-12小時進行一次氣水反洗，超濾裝置每30-90分鐘進行一次氣水反洗，保證過濾系統(tǒng)的正常工作，最后利用投加硫酸將母液預處理系統(tǒng)出水的pH值回調(diào)到5.0-6.0。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置的工作方法，其特征是所述步驟2）中的洗水預處理系統(tǒng)，包括洗水調(diào)節(jié)池、洗水反應(yīng)池、洗水沉淀池、洗水氨水投加裝置、污泥池、污泥板框壓濾機、壓濾液池、泥水分離膜池、泥水分離膜反洗風機、洗水預處理系統(tǒng)出水池、洗水硫酸投加裝置；具體是針對磷酸鐵生產(chǎn)洗水，利用洗水氨水投加裝置投加氨水將洗水的pH至從2.0-4.0調(diào)節(jié)到7.5-9.0，進行反應(yīng)與沉淀，除去洗水中的鈣、鎂與重金屬離子，壓濾出富含氮、磷、硫元素的洗水預處理泥餅，外運作為復合肥的原料；進而利用泥水分離膜池中的過濾精度為50-100納米的PTFE材質(zhì)的泥水分離膜濾除洗水中的小顆粒物，將洗水中的懸浮物降低到≤1mg/L，泥水分離膜每30-90分鐘進行一次氣水反洗，保證泥水分離膜的正常工作，最后利用洗水硫酸投加裝置投加硫酸將洗水預處理系統(tǒng)出水的pH值回調(diào)到5.0-6.0。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置的工作方法，其特征是所述步驟3）中的膜濃縮凈化系統(tǒng)，包括膜濃縮凈化系統(tǒng)進水池、一級反滲透保安過濾器、一級反滲透裝置、一級反滲透濃水池、超高壓反滲透保安過濾器、超高壓反滲透裝置、膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液池、超高壓反滲透產(chǎn)水池、二級反滲透保安過濾器、二級反滲透裝置、一級反滲透產(chǎn)水池、三級反滲透保安過濾器、三級反滲透裝置、純水池；具體是針對洗水預處理系統(tǒng)出水，利用濃縮倍數(shù)為4-8倍的一級反滲透將其TDS濃度從8-18g/L濃縮到50-80g/L，再利用濃縮倍數(shù)為2-3倍的超高壓反滲透將TDS濃度從50-80g/L濃縮到150-180g/L的膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液；針對母液預處理系統(tǒng)出水，利用濃縮倍數(shù)為2-3倍的超高壓反滲透將其TDS濃度從50-80g/L濃縮到150-180g/L的膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液；利用一級反滲透、二級反滲透、三級反滲凈化出電導≤10μS/cm的純水，回用于磷酸鐵生產(chǎn)工序。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氨法磷酸鐵生產(chǎn)廢水資源化處理裝置的工作方法，其特征是所述步驟4）中的蒸發(fā)結(jié)晶分鹽系統(tǒng)，包括預熱器、降膜蒸發(fā)器、降膜分離器、強制循環(huán)蒸發(fā)器、強制循環(huán)分離器、蒸汽壓縮機、母液罐、冷凝水罐、稠厚器、硫酸銨離心機、硫酸銨干燥系統(tǒng)、硫酸銨稱量包裝機、降溫結(jié)晶器、磷酸二氫銨離心機、磷酸二氫銨精制系統(tǒng)、磷酸二氫銨稱量包裝機；具體是針對TDS濃度為150-180g/L的膜濃縮凈化系統(tǒng)濃縮液，利用濃縮液中硫酸銨與磷酸二氫銨飽和溶解度的差異，在80-90℃先蒸發(fā)結(jié)晶并干燥出純度≥99%的硫酸銨，直接外售；當磷酸二氫銨在高溫區(qū)接近飽和，將溫度降低到40-50℃結(jié)晶出純度≥82%的磷酸二氫銨，再利用重結(jié)晶精制出純度≥98.5%的磷酸二氫銨，回用于磷酸鐵生產(chǎn)工序。

（發(fā)明人：張博;張金鋒;褚明馳;戚可卓）