公布日：2023.03.14
申请日：2022.12.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C01G49/14(2006.01)I;C01B25/37(2006.01)I;C02F103/34(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;
C02F1/52(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F101/10(2023.01)N
摘要
本发明提供了一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。本发明实现了磷酸铁生产中合成废水和洗涤废液的处理和资源化利用，本发明置换反应系统处理后的滤液可制备成磷酸钠溶液，回用于磷酸铁生产过程，置换反应系统处理后的污泥一部分可直接用于除磷工序1中调节pH值，另一部分可制备硫酸铁溶液，制备的硫酸铁溶液一部分可用于除磷工序2，另一部分可以外售，获得资源化处理的经济效益，实现了磷酸铁生产废水的处理和充分利用，资源化程度高于现有技术。而且本发明还利用氢氧化铁污泥调节pH值，实现了氢氧化铁污泥的循环利用，减少碱的用量和成本，且不会引入其他杂质离子，便于后续工艺处理。
权利要求书
1.一种磷酸铁生产废水的零排放资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将磷酸铁生产废水经过氧化工序和加入pH调节剂1后，得到一步除磷产物；2)向上述步骤得到的一步除磷产物中加入硫酸铁溶液和pH值调节剂2，再加入絮凝剂沉淀后，得到二步除磷产物；所述二步除磷产物包括污泥1和滤液1；3)向上述步骤得到的混合污泥加入氢氧化钠，进行置换反应后，过滤得到污泥2和滤液2；4)将上述步骤得到的滤液2加入磷酸再次调节pH值后，得到磷酸钠溶液，返回磷酸铁生产工艺中；将上述步骤得到的污泥2中的一部分返回步骤1)中作为pH调节剂1，另一部分加入硫酸调节pH值后，得到硫酸铁溶液，返回步骤2)中。
2.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述磷酸铁生产废水包括磷酸铁合成废水和/或洗涤废水；所述氧化工序包括加入双氧水或过硫酸盐作为氧化剂进行氧化；所述双氧水与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(1.05-1.1)：1；所述过硫酸盐与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(0.52-0.55)：1。
3.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤1)中的pH调节剂1为污泥2；所述步骤1)加入pH调节剂1后的pH值为2-2.5。
4.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤2)中加入的硫酸铁溶液与所述一步除磷产物中的正磷酸根的摩尔比为(1.1-1.2)：1。
5.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤2)中的pH值调节剂2为氢氧化钠；所述步骤2)加入pH值调节剂2后的pH值为3.5-4。
6.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述絮凝剂包括PAM；所述PAM的投料量为2-5mL/L；所述PAM包括2‰的PAM溶液。
7.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，二步除磷产物中的滤液1进入了后续废水处理工序；所述污泥1为含磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥。
8.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤3)加入氢氧化钠后的pH值为12-12.5；所述置换反应的温度为40-70℃；所述置换反应的时间为2-4小时。
9.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述置换反应后过滤产生的滤液2为含有氢氧化钠和磷酸钠的混合物；所述置换反应后过滤产生的污泥2为氢氧化铁污泥。
10.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤4)中滤液2加入磷酸后的pH值为10-10.5；所述污泥2加入硫酸后的pH值为2-2.5，得到的硫酸铁溶液中的一部分返回步骤2)中，另一部分作为除磷剂。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种磷酸铁生产废水处理方法，特别是一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。本发明真正实现了磷酸铁生产中合成洗涤废液中的磷和铁资源化利用，实现了磷酸铁生产废水中磷酸根和铁离子回收，废水中磷酸根、铁离子的回收率达到95％以上。
本发明提供了一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法，包括以下步骤：
1)将磷酸铁生产废水经过氧化工序(亚铁氧化成为三价铁)和加入pH调节剂1后，得到一步除磷产物(三价铁离子、正磷酸根等)；
2)向上述步骤得到的一步除磷产物中加入硫酸铁溶液和pH值调节剂2，再加入絮凝剂沉淀后，得到二步除磷产物(污泥1和滤液1)；
3)向上述步骤得到的污泥1加入氢氧化钠，进行置换反应后，过滤得到污泥2和滤液2；
4)将上述步骤得到的滤液2加入磷酸再次调节pH值后，得到磷酸钠溶液，返回磷酸铁生产工艺中；
将上述步骤得到的污泥2中的一部分返回步骤1)中作为pH值调节剂1，另一部分加入硫酸调节pH值后，得到硫酸铁溶液，返回步骤2)中。
优选的，所述磷酸铁生产废水包括磷酸铁合成废水和/或洗涤废水；
所述氧化工序包括加入双氧水或过硫酸盐作为氧化剂进行氧化；
所述双氧水与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(1.05-1.1)：1；
所述过硫酸盐与磷酸铁生产废水中的亚铁离子的摩尔比为(0.52-0.55)：1。
优选的，所述步骤1)中的pH调节剂1为污泥2；
所述步骤1)加入pH调节剂1后的pH值为2-2.5。
优选的，所述步骤2)中加入的硫酸铁溶液与所述一步除磷产物中的正磷酸根的摩尔比为(1.1-1.2)：1。
优选的，所述步骤2)中的pH值调节剂2为氢氧化钠；
所述步骤2)加入pH值调节剂2后的pH值为3.5-4。
优选的，所述絮凝剂包括PAM；
所述PAM的投料量为2-5mL/L；
所述PAM包括2‰的PAM溶液。
优选的，二步除磷产物中的滤液1进入了后续废水处理工序；
所述污泥1为含磷酸铁和氢氧化铁的混合污泥。
优选的，所述步骤3)加入氢氧化钠后的pH值为12-12.5；
所述置换反应的温度为40-70℃；
所述置换反应的时间为2-4小时。
优选的，所述置换反应后过滤产生的滤液2为含有氢氧化钠和磷酸钠的混合物；
所述置换反应后过滤产生的污泥2为氢氧化铁污泥。
优选的，所述步骤4)中滤液2加入磷酸后的pH值为10-10.5；
所述污泥2加入硫酸后的pH值为2-2.5，得到的硫酸铁溶液中的一部分返回步骤2)中，另一部分作为除磷剂。
本发明提供了一种磷酸铁生产废水的资源化处理方法。与现有技术相比，本发明提供的磷酸铁生产废水的资源化处理方法，真正实现了磷酸铁生产中合成废水和洗涤废液的处理和资源化利用，本发明置换反应系统处理后的滤液2可制备成磷酸钠溶液，回用于磷酸铁生产过程，置换反应系统处理后的污泥2一部分可直接用于除磷工序1中调节pH值，另一部分可制备硫酸铁溶液，制备的硫酸铁溶液一部分可用于除磷工序2，另一部分可以外售，获得资源化处理的经济效益，实现了磷酸铁生产废水的处理和充分利用，资源化程度高于现有技术。而且本发明还利用氢氧化铁污泥调节pH值，并实现了氢氧化铁污泥的循环利用，减少碱的用量和成本,且不会引入其他杂质离子，便于后续工艺处理。
工业化运行结果表明，本发明实现了磷酸铁生产废水的零排放、磷酸根和铁离子回收，废水中磷酸根、铁离子的回收率达到95％以上。
（发明人：许海亮;余华东;周凤祥;朱斌来;钟晓丽;吕杰;李晟昊）
