申请日2017.04.05
公开(公告)日2017.07.21
IPC分类号C07F9/142; C01C1/24
摘要
一种三乙膦酸铝生产废水资源化综合治理方法及系统，所述方法，包括以下步骤：在废水中加入氨水生成氢氧化铝，并回收氢氧化铝;除氢氧化铝后的滤液蒸发脱氨并回收硫酸铵;向酸化釜投加所述氢氧化铝，再加入浓硫酸酸化得到硫酸铝;将所述硫酸铝作为原料合成三乙膦酸铝。所述系统，包括氢氧化铝回收系统、硫酸铵回收系统、硫酸铝制备系统、三乙磷酸铝制备系统。本发明的三乙膦酸铝生产废水资源化综合治理方法及系统实现废水的资源化利用，达到零排放目的，充分利用热源，具有较高的经济及环境效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种三乙膦酸铝生产 废水资源化综合治理方法，包括以下步骤：
1)在废水中加入氨水生成氢氧化铝，并分离、回收氢氧化铝;
2)除氢氧化铝后的滤液蒸发脱氨并回收硫酸铵;
3)向酸化釜投加所述氢氧化铝，再加入浓硫酸进行酸化得到硫酸铝;
4)将所述硫酸铝作为原料合成三乙膦酸铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤1)中加入11-12%氨水调节废水pH值为6-7。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤1)采用隔膜压滤机分离所述氢氧化铝。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤2)采用四效蒸发法回收硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤2)采用预热釜进行滤液蒸发脱氨，所述预热釜的热源是四效蒸发器的出水，一次蒸汽作为一效蒸发器的热源，经一效分离器分离出的二次蒸汽作为二效蒸发器的热源，二效分离器分离出的三次蒸汽作为13三效蒸发器的热源，三效分离器分离出的四次蒸汽作为四效蒸发器的热源，四效分离器分离出的五次蒸汽经板式冷凝器冷凝后回用。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤3)进一步包括：酸化后抽滤得到的抽滤液经缓冲槽进入回收硫酸储罐，并回用于酸化系统。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤3)进一步包括：将酸化反应放出的热量通过石墨冷凝器冷凝水蒸气回流。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤3)进一步包括：酸化反应在带搅拌的反应釜中进行。
9.一种三乙膦酸铝生产废水资源化综合治理系统，包括：氢氧化铝回收系统、硫酸铵回收系统、硫酸铝制备系统、三乙磷酸铝制备系统，其特征在于：
所述氢氧化铝回收系统，其包括，车间集液槽、反应釜、反应母液槽、隔膜压滤机、刮板输送机;所述反应釜用于在废水中加入氨水生成氢氧化铝;所述隔膜压滤机用于分离氢氧化铝固体和硫酸铵母液;所述刮板输送机用于将氢氧化铝送入酸化釜中。
所述硫酸铵回收系统，其包括硫酸铵母液槽、预热釜、一次预热器、三效蒸发器、三效分离器、四效蒸发器、四效分离器、二次预热器、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、结晶釜、硫酸铵离心机、板式冷凝器;用于通过四效蒸发回收硫酸铵母液中的硫酸铵。
所述硫酸铝制备系统，其包括酸化釜、石墨冷凝器、硫酸铝抽滤槽、缓冲罐和回收硫酸罐;所述酸化釜用于酸化氢氧化铝以产生硫酸铝;所述石墨冷凝器用于冷凝水蒸气;所述硫酸铝抽滤槽用于抽滤得到硫酸铝湿品;所述缓冲罐和所述回收硫酸罐用于回收硫酸。
所述三乙磷酸铝制备系统，其包括合成釜、产品抽滤槽，干燥系统;所述合成釜用于使用硫酸铝为原料制备三乙膦酸铝;所述产品抽滤槽、所述干燥系统用于收集和干燥三乙磷酸铝产品。
说明书
一种三乙膦酸铝废水资源化综合治理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种三乙膦酸铝生产过程中产生的含氨、含铝废水资源化综合治理的方法。采用加氨水沉淀铝、蒸发回收硫酸铵、铝用于产品合成工艺、蒸出水用于车间配水，对废水进行资源化利用，属于废水处理技术领域。
背景技术
专利CN 102249474 A(三乙膦酸铝原药生产过程中产生的硫胺废水的处理方法)中介绍：在废水中加入氨水，经陶瓷膜过滤出氢氧化铝并干燥用于三乙膦酸铝可湿粉剂的填充料，滤液经三效蒸发回收硫酸铵作为副产品出售，蒸出水经生化处理后达标排放。反应方程式为：Al2(SO4)3+6NH4OH→3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓;此法局限性体现在：1)氢氧化铝为两性氢氧化物，为胶状沉淀，应用陶瓷膜过滤易产生堵塞问题;2)干燥过程中氢氧化铝受热分解为氧化铝和水，产生不确定的混合组分，可能会对可湿粉剂质量带来一定影响，且干燥为耗能过程;3)回收硫酸铵后的蒸出水及干燥氢氧化铝的冷凝水需要进入生化处理后达标排放，未能实现废水零排放。
专利CN 101070176 A(一种利用氢氧化铝污泥生产硫酸铝的方法)中介绍：在氢氧化铝泥中加入硫酸反应生成硫酸铝，再经浓缩、结晶、粉碎为固体硫酸铝并用于废水处理的方法，反应方程式为：3H2SO4+2Al(OH)3→Al2(SO4)3+6H2O。此法局限性体现在：1)系统为放热反应，在反应池中进行，先加酸再加氢氧化铝泥易发生酸的喷溅，存在安全隐患，且在池中存在搅拌不均匀、反应死角的问题;2)反应生成的硫酸铝经浓缩结晶、粉碎后用于废水处理，虽属于废物再利用但过程耗能且无经济效益，粉碎过程易产生粉尘，对环境仍有危害。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种三乙膦酸铝生产过程中产生的含氨、含铝废水资源化综合治理的方法，实现氨及铝的资源化利用，生产硫酸铵作为副产品出售，回收氢氧化铝经酸化后得到硫酸铝并用于合成乙膦铝产品，蒸出水回用于车间配水，不产生二次污染，具有良好的经济及环境效益。
三乙膦酸铝生产过程中产生废水的CODcr=18000mg/l、NH3-N=15000mg/l，废水主要成分有(NH4)2SO4(25%)、Al2(SO4)3(8%)及少量产品(1%)。
本发明技术方案为：三乙膦酸铝生产过程中产生的含氨、含铝废水资源化综合治理的方法及系统：
一种三乙膦酸铝生产废水资源化综合治理方法，所述方法包括以下步骤：
1)在废水中加入氨水生成氢氧化铝，并回收氢氧化铝;
2)除氢氧化铝后的滤液蒸发脱氨并回收硫酸铵;
3)向酸化釜投加所述氢氧化铝，再加入浓硫酸酸化得到硫酸铝;
4)将所述硫酸铝作为原料合成三乙膦酸铝。
一种三乙膦酸铝生产废水资源化综合治理系统，包括：氢氧化铝回收系统、硫酸铵回收系统、硫酸铝制备系统、三乙磷酸铝制备系统。
氢氧化铝回收系统，其包括车间集液槽、反应釜、反应母液槽、隔膜压滤机、刮板输送机;其中反应釜用于在废水中加入氨水生成氢氧化铝;隔膜压滤机用于分离氢氧化铝固体和硫酸铵母液，刮板输送机用于将氢氧化铝送入酸化釜中。
硫酸铵回收系统，其包括硫酸铵母液槽、预热釜、一次预热器、三效蒸发器、三效分离器、四效蒸发器、四效分离器、二次预热器、一效蒸发器、一效分离器、二效蒸发器、二效分离器、结晶釜、硫酸铵离心机、板式冷凝器;用于通过四效蒸发回收硫酸铵母液中的硫酸铵。
硫酸铝制备系统，其包括酸化釜、石墨冷凝器、硫酸铝抽滤槽、缓冲罐和回收硫酸罐;其中酸化釜用于酸化氢氧化铝以产生硫酸铝，石墨冷凝器用于冷凝水蒸气，硫酸铝抽滤槽用于抽滤得到硫酸铝湿品，缓冲罐和回收硫酸罐用于回收硫酸。
三乙磷酸铝制备系统，其包括合成釜、产品抽滤槽，干燥系统;其中合成釜用于使用硫酸铝为原料制备三乙膦酸铝，产品抽滤槽，干燥系统用于收集和干燥三乙磷酸铝产品。
本发明的三乙膦酸铝废水资源化综合治理方法及系统，具有如下的技术效果：
1)采用氨水调节废水pH，压滤回收生成的氢氧化铝，并经酸化生产硫酸铝回用于产品合成，实现了整个系统铝的循环利用。相较于其他处理工艺：
1)氢氧化铝干燥用于加工可湿粉，2)氢氧化铝酸化生产硫酸铝再干燥用于废水处理，此方案更节能，更环保，且经济效益更显著。
2)除铝后废水蒸发回收硫酸铵，得到含量≥95%硫酸铵作为副产品包装出售，蒸汽冷凝水回用于车间，蒸出水一部分用于配置氨水，另一部分作为车间尾气吸收塔配水。相较于其他工艺：回收硫酸铵的蒸出水排入生化系统处理后排放，此方案实现了废水循环利用、零排放的目的，且充分利用热量，有效节约能源。
3氢氧化铝酸化回收硫酸铝系统在酸化釜中进行，先定量投入氢氧化铝，然后根据摩尔比缓慢加入浓硫酸并不断搅拌，反应放出的热量通过石墨冷凝器冷凝回流。相较于其他工艺：酸化反应在反应池中进行，先加酸再投氢氧化铝，此方案更安全，反应更均匀彻底，对四周环境影响更小。
综上，本发明提供一种三乙膦酸铝生产过程中产生的含氨、含铝废水资源化综合治理的方法，实现氨及铝的资源化利用，生产硫酸铵作为副产品出售，回收氢氧化铝经酸化后得到硫酸铝并用于合成三乙膦酸铝产品，蒸出水回用于车间配水，有效解决了现有处理技术处理不稳定、高耗能、产生二次污染、存在安全隐患且无法实现零排放的不足，具有良好的经济及环境效益。
以废水量440吨/天计，氢氧化铝产生量5吨/天(含水量60%)计，处理成本为1037.8万元/年，回收硫酸铵副产2940吨/年，合成乙膦铝产品483吨/年，实现经济效益99.2万元/年。综合效益分析如表1所示。
表1综合效益分析
