钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法与流程

1.本发明涉及的是钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法，属于工业废水处理的技术领域。

背景技术：

2.磷酸铁是锂离子电池正极材料磷酸铁锂的理想前驱体。目前，磷酸铁的生产工艺路径主要有两条。其一是铵法磷酸铁生产工艺，先利用硫酸亚铁加双氧水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，同时通过投加磷酸氢二铵或氨水来控制反应的ph值，合成磷酸铁，产生的生产废水中除了少量的重金属外，主要为铵离子、磷酸根离子、硫酸根离子。其二是钠法磷酸铁生产工艺，也是先利用硫酸亚铁加双氧水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，不同的是通过投加氢氧化钠来控制反应的ph值，合成磷酸铁，此时产生的生产废水中除了少量的重金属外，主要为钠离子、磷酸根离子、硫酸根离子。

3.钠法磷酸铁生产废水按生产工序与废水水质可以分为三种。第一种为氧化母液，主要含有高浓度硫酸钠、少量重金属离子与磷酸钠，是一种含磷高盐废水，污染严重。第二种为老化母液，主要含有稀磷酸、少量重金属离子与硫酸钠，是一种宝贵的磷酸资源。第三种为洗水，主要含有少量重金属离子、磷酸钠与硫酸钠，是一种含磷、含重金属的含盐废水。本发明主要针对钠法磷酸铁生产中产生的洗水发明一种钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法。

技术实现要素：

4.本发明提出的是一种钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法，其目的旨在针对钠法磷酸铁生产洗水含有少量重金属离子、磷酸钠与硫酸钠，其典型洗水成分为：po

43

?

(磷酸根)350～650mg/l、na

+

(钠离子)1290～2400mg/l、so

42

?

(硫酸根)2370～4400mg/l、fe

3+

(铁离子)10～30mg/l、mg

2+

(镁离子)30～70mg/l、mn

2+

(锰离子)5～15mg/l、ca

2+

(钙离子)3～7mg/l、si(硅)3～7mg/l、ss(悬浮物)5～15mg/l、tds(溶解总固体)4060～7580mg/l、ph 2.0～3.5。钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出水的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；然后利用膜浓缩净化系统将预处理出水中的tds浓度从4000～8000mg/l浓缩到120～180g/l，同时得到tds浓度≤0.2mg/l的纯水，回用至钠法磷酸铁生产工序；最后利用蒸发结晶系统离心分离出99％的元明粉(无水硫酸钠)。

5.这里，预处理系统中的浸没式超滤膜采用pvdf(聚偏氟乙烯)材质，耐酸碱、寿命长，膜孔径≤50nm，过滤精度高，效果好；膜浓缩系统中的超高压反渗透装置采用120kg级的超高压复合膜，超高压反渗透浓水的tds可达到12～18％，减少了蒸发量，从而降低系统的运行费用。

6.本发明的技术解决方案：钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其结构包括预处理系统、膜浓缩净化系统、蒸发结晶系统；其中洗水接至预处理系统的进水口，预处理系统

的出泥口送出泥饼，预处理系统的出水口送出预处理系统出水至膜浓缩净化系统的1#进水口；膜浓缩净化系统的出水口送出纯水，膜浓缩净化系统的浓水出口送出回流浓水至预处理系统的回流水进口，膜浓缩净化系统的出液口送出膜浓缩净化系统出液至蒸发结晶系统的进液口，蒸发结晶系统的出水口送出冷凝水至膜浓缩净化系统的2#进水口，蒸发结晶系统的出盐口送出元明粉；钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩净化系统对预处理出水中的硫酸钠进行浓缩，并净化出纯水回用；最后利用蒸发结晶系统离心分离出元明粉；实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

7.本发明的优点，本发明钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法，是针对钠法磷酸铁生产洗水含有少量重金属离子、磷酸钠与硫酸钠的特点，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出水的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；然后利用膜浓缩净化系统将预处理出水中的tds浓度从4000～8000mg/l浓缩到120～180g/l，同时得到tds浓度≤0.2mg/l的纯水，回用至钠法磷酸铁生产工序；最后利用蒸发结晶系统离心分离出99％的元明粉；从而实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

附图说明

8.附图1钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置的总体结构示意图。

9.附图中ww表示洗水，sc表示泥饼，pw表示纯水，ssdh表示元明粉，clw表示冷凝水，bcw表示回流浓水，pto表示预处理系统出水，mso表示膜浓缩净化系统出水，pts表示预处理系统，mcps表示膜浓缩净化系统，mvrs表示蒸发结晶系统。

10.附图2钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置的预处理系统结构示意图。

11.附图中pts表示预处理系统，ww表示洗水，sc表示泥饼，bcw表示回流浓水，pto表示预处理系统出水，wwt表示洗水箱，rt1表示一级反应池，st1表示一级沉淀池，rt2表示二级反应池，st2表示二级沉淀池，suf表示浸没式超滤装置，mt表示中间水箱，wacb表示弱酸树脂交换床，d

11

表示氢氧化钠与除磷剂投加装置，d

12

表示氢氧化钠投加装置，d

13

表示硫酸投加装置，d

14

表示树脂再生加药装置，sct表示污泥浓缩池，pf表示压滤机，flt表示压滤液池，p

11

表示提升泵，p

12

表示抽吸泵，p

13

表示增压泵，p

14

表示反洗泵，p

15

表示污泥泵，p

16

表示压滤液回流泵，b表示反洗风机。

12.附图3钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置的膜浓缩净化系统结构示意图。

13.附图中mcps表示膜浓缩净化系统，pto表示预处理系统出水，clw表示冷凝水，bcw表示回流浓水，pw表示纯水，mso表示膜浓缩净化系统出水，d

21

表示一级阻垢剂投加装置，d

22

表示浓水阻垢剂投加装置，saf1表示一级保安过滤器，ro1表示一级反渗透装置，cwt1表示一级反渗透浓水箱，safc表示浓水保安过滤器，uhpro表示超高压反渗透装置，cwt2表示超高压反渗透浓水箱，pwt1表示一级反渗透产水箱，saf2表示二级保安过滤器，ro2表示二级反渗透装置，pwt2表示二级反渗透产水箱，saf3表示三级保安过滤器，edi表示电去离子装置，pwt3表示纯水箱，p

21

表示一级高压泵，p

22

表示浓水增压泵，p

23

表示高压柱塞泵，p

24

表示供液泵，p

25

表示二级增压泵，p

26

表示二级高压泵，p

27

表示三级增压泵，p

28

表示纯水输送泵。

14.附图4钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置的蒸发结晶系统结构示意图。

15.附图中mvrs表示蒸发结晶系统，mso表示膜浓缩系统出水，clw表示冷凝水，ssdh表

示元明粉，phe表示预热器，che1表示1#换热器，eve表示蒸发器，che2表示2#换热器，cse表示结晶分离器，clwt表示冷凝水箱，spe表示蒸汽压缩机，ce表示稠厚器，cfe表示离心分离机，cmlt表示离心母液罐，p

31

表示输送泵，p

32

表示出料泵，p

33

表示1#循环泵，p

34

表示2#循环泵，p

35

表示冷凝水泵，p

36

表示母液泵。

16.附图5钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的工艺流程图。

17.附图6钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的水质水量平衡图。

具体实施方式

18.对照附图1，钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其结构包括预处理系统pts、膜浓缩净化系统mcps、蒸发结晶系统mvrs；其中洗水ww接至预处理系统pts的进水口，预处理系统pts的出泥口送出泥饼sc，预处理系统pts的出水口送出预处理系统出水pto至膜浓缩净化系统mcps的1#进水口；膜浓缩净化系统mcps的出水口送出纯水pw，膜浓缩净化系统mcps的浓水出口送出回流浓水bcw至预处理系统pts的回流水进口，膜浓缩净化系统mcps的出液口送出膜浓缩净化系统出液mso至蒸发结晶系统mvrs的进液口，蒸发结晶系统mvrs的出水口送出冷凝水clw至膜浓缩净化系统mcps的2#进水口，蒸发结晶系统mvrs的出盐口送出元明粉ssdh；钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩净化系统对预处理出水中的硫酸钠进行浓缩，并净化出纯水回用；最后利用蒸发结晶系统离心分离出元明粉；实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

19.对照附图2，预处理系统pts，其结构包括洗水箱wwt、一级反应池rt1、一级沉淀池st1、二级反应池rt2、二级沉淀池st2、浸没式超滤装置suf、中间水箱mt、弱酸树脂交换床wacb、氢氧化钠与除磷剂投加装置d

11

、氢氧化钠投加装置d

12

、硫酸投加装置d

13

、树脂再生加药装置d

14

、污泥浓缩池sct、压滤机pf、压滤液池flt、提升泵p

11

、抽吸泵p

12

、增压泵p

13

、反洗泵p

14

、污泥泵p

15

、压滤液回流泵p

16

、反洗风机b；其中洗水ww接至洗水箱wwt的进水口，洗水箱wwt的出水口通过提升泵p

11

与一级反应池rt1的进水口相接，氢氧化钠与除磷剂投加装置d

11

的出药口接至一级反应池rt1的进药口，一级反应池rt1的出水口接至一级沉淀池st1的进水口，一级沉淀池st1的出水口接至二级反应池rt2的进水口，氢氧化钠投加装置d

12

的出药口接至二级反应池rt2的进药口，二级反应池rt2的出水口接至二级沉淀池st2的进水口，二级沉淀池st2的出水口接至浸没式超滤装置suf的进水口，硫酸投加装置d

13

的出药口也接至浸没式超滤装置suf的进水口，浸没式超滤装置suf的出水口通过抽吸泵p

12

与中间水箱mt的1#进水口，回流浓水bcw接至中间水箱mt的2#进水口，中间水箱mt的1#出水口通过反洗泵p

14

与浸没式超滤装置suf的反洗水进水口相接，反洗风机b的出风口接至浸没式超滤装置suf的反洗进风口；浸没式超滤装置suf的反洗排水口、一级沉淀池st1与二级沉淀池st2的排呢口都接至污泥浓缩池sct的进泥口，污泥浓缩池sct的出泥口通过污泥泵p

15

与压滤机pf的进泥口相接，压滤机pf的排泥口送出泥饼sc，压滤机pf的压滤液出口接至压滤液池flt的1#进水口，压滤液池flt的出水口通过压滤液回流泵p

16

与洗水箱wwt的回流水进口相接；中间水箱mt的2#出水口通过增压泵p

13

与弱酸树脂交换床wacb的进水口相接，树脂再生加药装置d

14

的出药口接至弱酸树脂交换床wacb的再生进药口，弱酸树脂交换床wacb的再生排水口接至压滤液池flt的2#进水口，弱酸树脂交换床wacb的出水口送出预处理系统出水pto；通过

预处理系统，具体是先通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的ph值从2.0～3.5调节到5.0～6.0，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将ph值调节到8.0～9.5，利用二级沉淀池除去重金属离子，通过投加50％的硫酸将ph值回调到6.5～7.5，经过膜孔径≤50nm的浸没式超滤过滤，有效滤除废液中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；浸没式超滤装置每30～90分钟自动进行一次30～90秒的气水联合反洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；沉淀污泥与反洗排水压滤出泥饼外运处置。

20.对照附图3，膜浓缩净化系统mcps，其结构包括一级阻垢剂投加装置d

21

、浓水阻垢剂投加装置d

22

、一级保安过滤器saf1、一级反渗透装置ro1、一级反渗透浓水箱cwt1、浓水保安过滤器saf

c

、超高压反渗透装置uhpro、超高压反渗透浓水箱cwt2、一级反渗透产水箱pwt1、二级保安过滤器saf2、二级反渗透装置ro2、二级反渗透产水箱pwt2、三级保安过滤器saf3、电去离子装置edi、纯水箱pwt3、一级高压泵p

21

、浓水增压泵p

22

、高压柱塞泵p

23

、供液泵p

24

、二级增压泵p

25

、二级高压泵p

26

、三级增压泵p

27

、纯水输送泵p

28

；其中预处理系统出水pto接至一级保安过滤器saf1的进水口，一级阻垢剂投加装置d

21

的出药口也接至一级保安过滤器saf1的进水口，一级保安过滤器saf1的出水口通过一级高压泵p

21

与一级反渗透装置ro1的进水口相接，一级反渗透装置ro1的浓水出口接至一级反渗透浓水箱cwt1的进水口，一级反渗透浓水箱cwt1的出水口通过浓水增压泵p

22

与浓水保安过滤器saf

c

的进水口相接，浓水阻垢剂投加装置d

22

的出药口也接至浓水保安过滤器saf

c

的进水口，浓水保安过滤器saf

c

的出水口通过高压柱塞泵p

23

与超高压反渗透装置uhpro的进水口相接，超高压反渗透装置uhpro的浓水出口接至超高压反渗透浓水箱cwt2的进水口，超高压反渗透浓水箱cwt2的出水口通过供液泵p

24

送出膜浓缩净化系统出水mso；一级反渗透装置ro1的产水出口与超高压反渗透装置uhpro的产水出口接至一级反渗透产水箱pwt1的1#进水口，冷凝水clw接至一级反渗透产水箱pwt1的2#进水口，一级反渗透产水箱pwt1的出水口通过二级增压泵p

25

与二级保安过滤器saf2的进水口相接，二级保安过滤器saf2的出水口通过二级高压泵p

26

与二级反渗透装置ro2的进水口相接，二级反渗透装置ro2的产水出口接至二级反渗透产水箱pwt2的进水口，二级反渗透产水箱pwt2的出水口通过三级增压泵p

27

与三级保安过滤器saf3的进水口相接，三级保安过滤器saf3的出水口接至电去离子装置edi的进水口，电去离子装置edi的纯水出口接至纯水箱pwt3的进水口，纯水箱pwt3的出水口通过纯水输送泵p

28

送出纯水pw；二级反渗透装置ro2的浓水出口与电去离子装置edi的浓水出口送出回流浓水bcw；通过膜浓缩净化系统，具体是针对tds浓度为4000～8000mg/l的预处理出水，利用一级反渗透的6～8倍与超高压反渗透2～4倍的两级浓缩，将其浓水的tds浓度浓缩到120～180g/l，硫酸钠浓度为12～18％；同时利用一级反渗透98％以上的脱盐率、二级反渗透90％以上的脱盐率与电去离子装置90％以上的脱盐率构成的三级净化，产出tds浓度≤0.2mg/l的纯水。

21.对照附图4，蒸发结晶系统mvrs，其结构包括预热器phe、1#换热器che1、蒸发器eve、2#换热器che2、结晶分离器cse、冷凝水箱clwt、蒸汽压缩机spe、稠厚器ce、离心分离机cfe、离心母液罐cmlt、输送泵p

31

、出料泵p

32

、1#循环泵p

33

、2#循环泵p

34

、冷凝水泵p

35

、母液泵p

36

；其中膜浓缩系统出水mso接至预热器phe的进液口，预热器phe的出液口接至1#换热器che1的进液口，1#换热器che1的出液口接至蒸发器eve的进液口，蒸发器eve的循环液出口通过1#循环泵p

33

与1#换热器che1的循环液进口相接，蒸发器eve的出液口通过输送泵p

31

与2#

换热器che2的进液口相接，2#换热器che2的出液口接至结晶分离器cse的进液口，结晶分离器cse的循环液出口通过2#循环泵p

34

与2#换热器che2的循环液进口相接；蒸发器eve的蒸汽出口与结晶分离器cse的蒸汽出口接至蒸汽压缩机spe的蒸汽进口，蒸汽压缩机spe的高压蒸汽出口接至1#换热器che1的蒸汽进口与2#换热器che2的蒸汽进口；1#换热器che1的冷凝水出口与2#换热器che2的冷凝水出口接至冷凝水箱clwt的进水口，冷凝水箱clwt的出水口通过冷凝水泵p

35

与预热器phe的热水进口相接，预热器phe的热水出口送出冷凝水clw；结晶分离器cse的出料口通过出料泵p

32

与稠厚器ce的进料口相接，稠厚器ce的出料口接至离心分离机cfe的进料口，离心分离机cfe的出盐口送出元明粉ssdh；离心分离机cfe的滤液出口接至离心母液罐cmlt的进液口，离心母液罐cmlt的出液口通过母液泵p

36

也接至2#换热器che2的循环液进口；通过蒸发结晶系统，具体是针对膜浓缩液中的浓度为12～18％的硫酸钠，利用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩在90～100℃，先通过强制循环换热蒸发浓缩，再通过强制循环换热结晶分离出99％的元明粉，冷凝水对进液进行预热后送回膜浓缩净化系统再进行深度净化，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

22.钠法磷酸铁生产洗水资源化处理方法，包括如下步骤：

23.1)通过预处理系统，对钠法磷酸铁生产产生的洗水进行反应、沉淀、过滤，去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；

24.2)通过膜浓缩净化系统，将预处理出水的tds浓缩到120～180g/l的浓水，同时产出tds≤0.2mg/l的纯水。

25.3)通过蒸发结晶系统，将膜浓缩液中的硫酸钠蒸发结晶出99％的元明粉，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

26.所述步骤1)通过预处理系统，具体是先通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的ph值从2.0～3.5调节到5.0～6.0，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将ph值调节到8.0～9.5，利用二级沉淀池除去重金属离子，通过投加50％的硫酸将ph值回调到6.5～7.5，经过膜孔径≤50nm的浸没式超滤过滤，有效滤除废液中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；浸没式超滤装置每30～90分钟自动进行一次30～90秒的气水联合反洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；沉淀污泥与反洗排水压滤出泥饼外运处置。

27.所述步骤2)通过膜浓缩净化系统，具体是针对tds浓度为4000～8000mg/l的预处理出水，利用一级反渗透的6～8倍与超高压反渗透2～4倍的两级浓缩，将其浓水的tds浓度浓缩到120～180g/l，硫酸钠浓度为12～18％；同时利用一级反渗透98％以上的脱盐率、二级反渗透90％以上的脱盐率与电去离子装置90％以上的脱盐率构成的三级净化，产出tds浓度≤0.2mg/l的纯水。

28.所述步骤3)通过蒸发结晶系统，具体是针对膜浓缩液中的浓度为12～18％的硫酸钠，利用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩在90～100℃，先通过强制循环换热蒸发浓缩，再通过强制循环换热结晶分离出99％的元明粉，冷凝水对进液进行预热后送回膜浓缩净化系统再进行深度净化，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

29.实施例

30.某集团公司年产磷酸铁5万吨，磷酸铁生产采用钠法工艺，先利用硫酸亚铁加双氧

水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，通过投加氢氧化钠来控制反应的ph值，合成磷酸铁，通过磷酸进行老化。在磷酸铁的生产过程中产生三类废水，其一为含有大量硫酸钠、少量重金属离子与磷酸根离子的氧化母液，其二为含有大量稀磷酸、少量重金属离子、悬浮物与硫酸钠的老化母液，其三为大量的含有重金属离子、磷酸根离子、硫酸钠的低浓度洗水。本实施例专门针对洗水含有重金属离子、磷酸根离子、硫酸钠的特点，设计一套钠法磷酸铁生产洗水资源化处理系统，有效回收洗水中的元明粉与纯水。

31.1.设计洗水成分与废水量

32.钠法磷酸铁生产洗水的水质如下(其中ph无单位)：

33.成分phna

+

so

42

?

po

43

?

fe

3+

mg

2+

浓度(mg/l)2.7185033805002550成分mn

2+

ca

2+

sitdsss 浓度(mg/l)1055582010 34.钠法磷酸铁生产洗水的废水量为280t/h。

35.2.工艺流程

36.2.1工艺流程

37.工艺流程见附图5钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的工艺流程图。

38.2.2流程说明

39.钠法磷酸铁生产产生的洗水进入洗水箱，经过提升泵打入一级反应池、一级沉淀池，通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的ph值从2.7调节到5.5

±

0.2，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，出液进入二级反应池、二级沉淀池，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将ph值调节到9.0

±

0.2，利用二级沉淀池除去重金属离子，出水进入浸没式超滤池，通过投加50％的硫酸将ph值回调到7.0

±

0.2，经过膜孔径≤50nm的pvdf浸没式超滤膜抽吸过滤，有效滤除废水中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出水的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；浸没式超滤装置每60分钟自动进行一次1分钟的气水联合反洗，并于6个月手动进行一次化学清洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；浸没式超滤反洗排液、一级沉淀池与二级沉淀池排泥进入污泥浓缩池，经过污泥泵加压打入板框压滤机进行污泥脱水，泥饼外运处置，压滤液经过压滤液箱、压滤液回流泵送回洗水箱重新处理；浸没式超滤出水进入中间水箱，通过增压泵打入一级保安过滤器，并通过投加阻垢剂保护反渗透膜，再经一级高压泵打入一级反渗透进行一级浓缩与净化，一级反渗透浓水依次经过一级反渗透浓水箱、增压泵浓水保安过滤器、高压柱塞泵打入120kg级的超高压反渗透膜组，将浓水中tds浓缩到15.2％，再经过蒸发结晶分离出99％的元明粉；一级反渗透产水与超高压反渗透产水以及蒸发结晶冷凝水依次通过一级反渗透产水箱、二级增压泵、二级保安过滤器、二级高压泵打入二级反渗透，进行二级净化，二级反渗透产水依次通过二级反渗透产水箱、三级增压泵、三级保安过滤器进入电去离子装置，进行三级净化，产出tds≤0.2mg/l的纯水；二级反渗透浓水与电去离子浓水返回一级反渗透进水重新处理。

40.3.水质水量平衡

41.钠法磷酸铁生产洗水处理系统的水质水量平衡见附图6钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的水质水量平衡图。

42.4.系统主要设备

43.44.45.46.47.

技术特征：

1.钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其特征是包括预处理系统、膜浓缩净化系统、蒸发结晶系统；其中洗水接至预处理系统的进水口，预处理系统的出泥口送出泥饼，预处理系统的出水口送出预处理系统出水至膜浓缩净化系统的1#进水口；膜浓缩净化系统的出水口送出纯水，膜浓缩净化系统的浓水出口送出回流浓水至预处理系统的回流水进口，膜浓缩净化系统的出液口送出膜浓缩净化系统出液至蒸发结晶系统的进液口，蒸发结晶系统的出水口送出冷凝水至膜浓缩净化系统的2#进水口，蒸发结晶系统的出盐口送出元明粉；钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩净化系统对预处理出水中的硫酸钠进行浓缩，并净化出纯水回用；最后利用蒸发结晶系统离心分离出元明粉；实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。2.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其特征是所述的预处理系统，其结构包括洗水箱、一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、浸没式超滤装置、中间水箱、弱酸树脂交换床、氢氧化钠与除磷剂投加装置、氢氧化钠投加装置、硫酸投加装置、树脂再生加药装置、污泥浓缩池、压滤机、压滤液池、提升泵、抽吸泵、增压泵、反洗泵、污泥泵、压滤液回流泵、反洗风机；其中洗水接至洗水箱的进水口，洗水箱的出水口通过提升泵与一级反应池的进水口相接，氢氧化钠与除磷剂投加装置的出药口接至一级反应池的进药口，一级反应池的出水口接至一级沉淀池的进水口，一级沉淀池的出水口接至二级反应池的进水口，氢氧化钠投加装置的出药口接至二级反应池的进药口，二级反应池的出水口接至二级沉淀池的进水口，二级沉淀池的出水口接至浸没式超滤装置的进水口，硫酸投加装置的出药口也接至浸没式超滤装置的进水口，浸没式超滤装置的出水口通过抽吸泵与中间水箱的1#进水口，回流浓水接至中间水箱的2#进水口，中间水箱的1#出水口通过反洗泵与浸没式超滤装置的反洗水进水口相接，反洗风机的出风口接至浸没式超滤装置的反洗进风口；浸没式超滤装置的反洗排水口、一级沉淀池与二级沉淀池的排呢口都接至污泥浓缩池的进泥口，污泥浓缩池的出泥口通过污泥泵与压滤机的进泥口相接，压滤机的排泥口送出泥饼，压滤机的压滤液出口接至压滤液池的1#进水口，压滤液池的出水口通过压滤液回流泵与洗水箱的回流水进口相接；中间水箱的2#出水口通过增压泵与弱酸树脂交换床的进水口相接，树脂再生加药装置的出药口接至弱酸树脂交换床的再生进药口，弱酸树脂交换床的再生排水口接至压滤液池的2#进水口，弱酸树脂交换床的出水口送出预处理系统出水。3.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其特征是所述的膜浓缩净化系统，其结构包括一级阻垢剂投加装置、浓水阻垢剂投加装置、一级保安过滤器、一级反渗透装置、一级反渗透浓水箱、浓水保安过滤器、超高压反渗透装置、超高压反渗透浓水箱、一级反渗透产水箱、二级保安过滤器、二级反渗透装置、二级反渗透产水箱、三级保安过滤器、电去离子装置、纯水箱、一级高压泵、浓水增压泵、高压柱塞泵、供液泵、二级增压泵、二级高压泵、三级增压泵、纯水输送泵；其中预处理系统出水接至一级保安过滤器的进水口，一级阻垢剂投加装置的出药口也接至一级保安过滤器的进水口，一级保安过滤器的出水口通过一级高压泵与一级反渗透装置的进水口相接，一级反渗透装置的浓水出口接至一级反渗透浓水箱的进水口，一级反渗透浓水箱的出水口通过浓水增压泵与浓水保安过滤器的进水口相接，浓水阻垢剂投加装置的出药口也接至浓水保安过滤器的进水口，浓水保

安过滤器的出水口通过高压柱塞泵与超高压反渗透装置的进水口相接，超高压反渗透装置的浓水出口接至超高压反渗透浓水箱的进水口，超高压反渗透浓水箱的出水口通过供液泵送出膜浓缩净化系统出水；一级反渗透装置的产水出口与超高压反渗透装置的产水出口接至一级反渗透产水箱的1#进水口，冷凝水接至一级反渗透产水箱的2#进水口，一级反渗透产水箱的出水口通过二级增压泵与二级保安过滤器的进水口相接，二级保安过滤器的出水口通过二级高压泵与二级反渗透装置的进水口相接，二级反渗透装置的产水出口接至二级反渗透产水箱的进水口，二级反渗透产水箱的出水口通过三级增压泵与三级保安过滤器的进水口相接，三级保安过滤器的出水口接至电去离子装置的进水口，电去离子装置的纯水出口接至纯水箱的进水口，纯水箱的出水口通过纯水输送泵送出纯水；二级反渗透装置的浓水出口与电去离子装置的浓水出口送出回流浓水。4.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其特征是所述的蒸发结晶系统，其结构包括预热器、1#换热器、蒸发器、2#换热器、结晶分离器、冷凝水箱、蒸汽压缩机、稠厚器、离心分离机、离心母液罐、输送泵、出料泵、1#循环泵、2#循环泵、冷凝水泵、母液泵；其中膜浓缩系统出水接至预热器的进液口，预热器的出液口接至1#换热器的进液口，1#换热器的出液口接至蒸发器的进液口，蒸发器的循环液出口通过1#循环泵与1#换热器的循环液进口相接，蒸发器的出液口通过输送泵与2#换热器的进液口相接，2#换热器的出液口接至结晶分离器的进液口，结晶分离器的循环液出口通过2#循环泵与2#换热器的循环液进口相接；蒸发器的蒸汽出口与结晶分离器的蒸汽出口接至蒸汽压缩机的蒸汽进口，蒸汽压缩机的高压蒸汽出口接至1#换热器的蒸汽进口与2#换热器的蒸汽进口；1#换热器的冷凝水出口与2#换热器的冷凝水出口接至冷凝水箱的进水口，冷凝水箱的出水口通过冷凝水泵与预热器的热水进口相接，预热器的热水出口送出冷凝水；结晶分离器的出料口通过出料泵与稠厚器的进料口相接，稠厚器的出料口接至离心分离机的进料口，离心分离机的出盐口送出元明粉；离心分离机的滤液出口接至离心母液罐的进液口，离心母液罐的出液口通过母液泵也接至2#换热器的循环液进口。5.根据权利要求1所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理方法，其特征是包括如下步骤：1)通过预处理系统，对钠法磷酸铁生产产生的洗水进行反应、沉淀、过滤，去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；2)通过膜浓缩净化系统，将预处理出水的tds浓缩到120～180g/l的浓水，同时产出tds≤0.2mg/l的纯水。3)通过蒸发结晶系统，将膜浓缩液中的硫酸钠蒸发结晶出99％的元明粉，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。6.根据权利要求5所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理方法，其特征是所述步骤1)通过预处理系统，具体是先通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的ph值从2.0～3.5调节到5.0～6.0，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将ph值调节到8.0～9.5，利用二级沉淀池除去重金属离子，通过投加50％的硫酸将ph值回调到6.5～7.5，经过膜孔径≤50nm的浸没式超滤过滤，有效滤除废液中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/l；浸没式超滤装置每30～90分钟自动进行一次30～90秒的气水联合反洗，以维持

浸没式超滤的长期稳定运行；沉淀污泥与反洗排水压滤出泥饼外运处置。7.根据权利要求5所述的钠法磷酸铁生产洗水资源化处理方法，其特征是所述步骤2)通过膜浓缩净化系统，具体是针对tds浓度为4000～8000mg/l的预处理出水，利用一级反渗透的6～8倍与超高压反渗透2～4倍的两级浓缩，将其浓水的tds浓度浓缩到120～180g/l，硫酸钠浓度为12～18％；同时利用一级反渗透98％以上的脱盐率、二级反渗透90％以上的脱盐率与电去离子装置90％以上的脱盐率构成的三级净化，产出tds浓度≤0.2mg/l的纯水。8.根据权利要求5所述的钠法磷酸铁生产洗水液资源化处理方法，其特征是所述步骤3)通过蒸发结晶系统，具体是针对膜浓缩液中的浓度为12～18％的硫酸钠，利用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩在90～100℃，先通过强制循环换热蒸发浓缩，再通过强制循环换热结晶分离出99％的元明粉，冷凝水对进液进行预热后送回膜浓缩净化系统再进行深度净化，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

技术总结

本发明涉及一种钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置及方法，是针对钠法磷酸铁生产洗水含有少量重金属离子、磷酸钠与硫酸钠的特点，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物，将预处理出水的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；然后利用膜浓缩净化系统将预处理出水中的TDS浓度从4000～8000mg/L浓缩到120～180g/L，同时得到TDS浓度≤0.2mg/L的纯水，回用至钠法磷酸铁生产工序；最后利用蒸发结晶系统离心分离出99%的元明粉；从而实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

技术研发人员：张博 张金锋 戚可卓

受保护的技术使用者：江苏卓博环保科技有限公司

技术研发日：2021.07.08

技术公布日：2021/9/16