一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法

本發明屬于廢水處理的，具體涉及一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法。

背景技術：

1、磷酸鐵是一種用途十分廣泛的化工原料，可作為食品的補鐵劑，也可用于顏料、有機合成的催化劑以及陶瓷金屬釉色釉料等，其目前最主要的用途是應用于電池材料的制備。

2、磷酸鐵作為前驅體參與磷酸鐵鋰、磷酸鐵鈉的制備，相比于其它的鋰電池正極材料，這種以磷酸鐵鋰或磷酸鐵鈉作為正極的電池類型以其卓越的安全性、長壽命、高能量密度、快速充電能力、環保特性以及良好的高溫性能而受到重視。其在高溫或過充條件下表現出的熱穩定性，以及不易發生熱失控或燃燒的特性，使其在安全性方面脫穎而出。此外，它們的循環壽命遠超傳統鉛酸電池，可達2000次以上，意味著在標準充電條件下，理論使用壽命可達到7至8年。由于不含重金屬和稀有金屬，磷酸鐵鋰和磷酸鐵鈉電池對環境友好，符合綠色能源和可持續發展的要求。

3、但是，在磷酸鐵制備的過程中，必然會產生工業廢水。特別的，在磷硫混制備磷酸鐵工藝中產生的廢水比常規的磷酸鐵生產廢水成分還要復雜。在磷硫混制備磷酸鐵工藝中會產生兩股廢水，一是板框的濾液，稱為母液；另外一個是磷酸鐵的清洗廢水。這兩股廢水中含有大量的氨氮、重金屬離子(如鐵離子、錳離子等)、硬度離子(如鈣離子、鎂離子等)以及大量的有機物，cod值高。因此，有必要對此類工業廢水進行零排放處理，避免造成環境污染。

4、目前，對制備磷酸鐵后的工業廢水進行處理的方法中，一般通過混凝沉淀進行處理鈣鎂鐵等雜質離子，這種方法不僅沉淀效果差，占地面積大，還引入pac與pam等物質，影響后續膜處理效果。而在后續膜處理時，目前的膜濃縮技術只能將濃鹽水的tds濃縮到10～12萬mg/l，這將導致后續蒸發系統處理負荷高，處理效果較差，中水回用率不高。

技術實現思路

1、本發明的目的是要解決上述現有技術中對制備磷酸鐵后的工業廢水進行處理時，占地面積大，且容易導致后續蒸發系統處理負荷高，處理效果差、中水回用率不高的技術問題，因此，提供一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，占地面積小，且不僅能回收硫酸鈉產品，還能實現全流程中水回用，降低企業運行成本和減少污染物排放總量。

2、為了解決上述問題，本發明按以下技術方案予以實現的：

3、本發明提供了一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，所述方法包括如下清洗廢水處理步驟：

4、將清洗廢水輸送至第一電催化氧化裝置反應，將反應后的清洗廢水輸送至第一聚四氟乙烯管式膜裝置中反應，其中，所述第一聚四氟乙烯管式膜裝置添加有氫氧化鈉和碳酸鈉；

5、將經過第一聚四氟乙烯管式膜裝置反應后的清洗廢水，輸入一級ro系統；所述一級ro系統產生的濃水輸入二級ro系統；

6、將所述二級ro系統產生的濃水輸入第一高倍濃縮膜裝置，所述第一高倍濃縮膜裝置產生的濃水輸入濃鹽水池中，所述第一高倍濃縮膜裝置產生的淡水回流至所述二級ro系統中再次處理。

7、作為一種優選的實施方式，所述一級ro系統產生的淡水輸入產水ro系統進行處理；所述二級ro系統產生的淡水輸入所述產水ro系統進行處理；所述產水ro系統產生的濃水回流至所述一級ro系統進行再次處理。

8、作為一種優選的實施方式，所述一級ro系統的膜為苦咸水反滲透膜，所述二級ro系統的膜為海水淡化膜。

9、作為一種優選的實施方式，所述方法還包括如下母液處理步驟：將母液輸送至第二電催化氧化裝置反應，將反應后的母液輸送至第二聚四氟乙烯管式膜裝置中進行反應，其中，所述第二聚四氟乙烯管式膜裝置添加有氫氧化鈉和碳酸鈉；將經所述第二聚四氟乙烯管式膜裝置反應后的母液，輸入第二高倍濃縮膜裝置；將經所述第二高倍濃縮膜裝置處理后的母液輸入濃鹽水池。

10、作為一種優選的實施方式，將所述輸入濃鹽水池的濃水和母液輸送至蒸發裝置中，得到濃縮液和冷凝水；將所述濃縮液輸入到離心機中，分離得到沉淀物和液體；將所述冷凝水輸入到換熱器進行冷卻后，輸入到所述產水ro系統中進行再次處理；將所述沉淀物輸入到干燥器進行處理，得到硫酸鈉；將所述液體進行干燥處理后得到雜鹽。

11、作為一種優選的實施方式，所述第一電催化氧化裝置和第二電催化氧化裝置為具有多孔陽極的電催化氧化裝置；或者，所述第一電催化氧化裝置和第二電催化氧化裝置為三維電催化氧化裝置。

12、作為一種優選的實施方式，所述第一聚四氟乙烯管式膜裝置和第二聚四氟乙烯管式膜裝置均具有濃水循環系統和排氣系統；所述第一高倍濃縮膜裝置和第二高倍濃縮膜裝置為高壓納濾裝置或者中低壓的具有一定透鹽率的反滲透裝置。

13、作為一種優選的實施方式，所述蒸發裝置為mvr蒸發裝置或者多效蒸發裝置；所述離心機為雙級推料離心機；所述干燥器為振動流化床干燥器。

14、作為一種優選的實施方式，所述將液體進行干燥處理后得到雜鹽的方法為：采用低溫刮板或者滾筒干燥設備對所述液體進行干燥處理。

15、作為一種優選的實施方式，所述第一聚四氟乙烯管式膜裝置和第二聚四氟乙烯管式膜裝置中的出水ph值范圍為10-11；所述二級ro系統產生的濃水的tds為10-12萬mg/l；所述產水ro系統產生的淡水的電導率小于10μs/cm；所述第一高倍濃縮膜裝置和第二高倍濃縮膜裝置產生的濃水的tds為20萬mg/l。

16、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

17、本發明提供了一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，將清洗廢水和母液先通過電催化氧化技術與聚四氟乙烯管式膜進行預處理，再通過高倍濃縮膜進行最高程度的濃縮，最后通過蒸發結晶技術得到硫酸鈉產品。該處理方法占地面積小，且不僅能有回收硫酸鈉產品，還能實現全流程中水回用，降低企業運行成本和減少污染物排放總量。

18、應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本發明的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本發明的范圍。本發明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術特征：

1.一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于，所述方法包括如下清洗廢水處理步驟：

2.根據權利要求1所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

3.根據權利要求2所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

4.根據權利要求2所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于，所述方法還包括如下母液處理步驟：

5.根據權利要求4所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

6.根據權利要求4所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

7.根據權利要求4所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

8.根據權利要求5所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

9.根據權利要求5所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于，所述將液體進行干燥處理后得到雜鹽的方法為：

10.根據權利要求4-9任意一項所述的一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，其特征在于：

技術總結
本發明提供了一種磷硫混制備磷酸鐵工藝的廢水處理方法，將清洗廢水和母液先通過電催化氧化技術與聚四氟乙烯管式膜進行預處理，再通過高倍濃縮膜進行最高程度的濃縮，最后通過蒸發結晶技術得到硫酸鈉產品。該處理方法占地面積小，且不僅能有回收硫酸鈉產品，還能實現全流程中水回用，降低企業運行成本和減少污染物排放總量。

技術研發人員：釗現花,楊正武,常定明,張芯婉,師雅琪,姚涵,胡華為,邱燕楠,謝旺紅,黃惠婷,徐文軒,雷真,張樂華
受保護的技術使用者：華東理工大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21