磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术公开一种磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统及处理方法，系统包括均和池、超滤膜预处理装置、超滤产水槽、反渗透膜浓缩装置、反渗透产水槽、结晶反应器、固渣脱水装置、固液分离超滤膜装置；所述均和池用于将磷石膏渣场渗滤液与石膏洗水充分混合，获得水质相对稳定的超滤膜预处理装置的进水；所述超滤膜预处理装置的产水出口通过所述的超滤产水槽连接所述反渗透膜浓缩装置，所述超滤膜预处理装置的反洗水出口连接所述的结晶反应槽；所述反渗透膜浓缩装置的浓水出口也连接所述的结晶反应槽，所述反渗透膜浓缩装置的澄清液体出口连接所述反渗透产水槽。本发明专利技术可以获得高品质的产水，浓水亦可以返回到生产系统，资源循环再生。循环再生。循环再生。

【技术实现步骤摘要】
磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统及处理方法


[0001]本专利技术属于化工行业水处理
，涉及一种磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统及处理方法。

技术介绍

[0002]磷酸作为一种磷化工行业的基础原料90％以上都是采用湿法工艺生产的。湿法磷酸的生产工艺主要是通过硫酸与磷矿石反应制备磷酸，其化学反应方程为：
[0003]Ca(PO4)3F+5H2SO4+10H2O
→
5CaSO4·
2H2O+3H3PO4+HF
[0004]采用湿法工艺生产磷酸，每生产1吨磷酸，就会产生4.5～5吨磷石膏，尽管各企业为了降低生产成本、减轻环保压力，采用磷石膏洗涤的方式回收磷资源，但这些磷石膏洗涤水需要处理才能继续回用或达标排放。这些经过洗涤后的固体磷石膏目前全部采用设置堆场直接堆放的方式保存，数十年的堆存，磷化工行业的磷石膏可以用堆积如山来形容，是一个极大的环境隐患。堆积在露天的磷石膏会产生大量的渣场渗滤液，这些渗滤液呈酸性、富含磷酸盐、硫酸盐、氟硅酸盐、氟化物等，不仅污染地表水体，同时也会污染地下水源，目前国家及各省市环保部门已经陆续出台了磷石膏处置要求，数十年堆积的磷石膏可能需要数十年才能处理消化完，然而已经产生以及后续还将陆续产生的磷石膏渗滤液及磷石膏洗涤水却急需处理。
[0005]目前磷化工行业在处理磷石膏洗涤水及渣场渗滤液时多采用石灰中和、水不溶物沉降分离、泥渣压滤脱水、上清液加酸反调后外排的处理方式，由于固液分离不彻底，产水水质差的特点，磷化工行业急需技术革新，采用更先进的技术、设备处理磷石膏渗滤液及磷石膏洗涤水，减轻环保压力的同时回收磷资源。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术公开了一种磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统及处理方法，适于磷化工现有生产及原材料现状、无需石灰中和、直接膜分离及浓缩溶解性磷酸盐，无需将溶解性磷酸盐转化为不溶性磷酸盐进行回收，采用超滤作为离子交换膜的预处理，通过超滤膜分离去除水中的水不溶物，保证离子交换膜的进水质量，利用离子交换膜的电荷截留特性，将水中溶解态的磷酸盐、硫酸盐、氟硅酸盐、氯离子、氟离子等截留在浓水测，产水作为磷石膏洗涤水循环利用。为了降低膜结垢的风险，采用多级膜串联、降低单级离子交换膜的浓缩倍率、将浓水进行破坏易结垢物质过饱和度后再进下一段膜继续浓缩的方法，使得系统能够连续稳定地运行，最终获得高品质的产水和满足工艺要求的富含磷酸盐的浓水。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，包括均和池、超滤膜预处理装置、超滤产水槽、反渗透膜浓缩装置、反渗透产水槽、结晶反应器、固渣脱水装置、固液分离超滤膜装置；所述均和池用于将磷石膏渣场渗滤液与石膏洗水充分混合，获得水质相对
稳定的超滤膜预处理装置的进水；所述超滤膜预处理装置的产水出口通过所述的超滤产水槽连接所述反渗透膜浓缩装置，所述超滤膜预处理装置的反洗水出口连接所述的结晶反应槽；所述反渗透膜浓缩装置的浓水出口也连接所述的结晶反应槽，所述反渗透膜浓缩装置的澄清液体出口连接所述反渗透产水槽。
[0009]进一步地，所述超滤膜预处理装置采用多级膜串联、所述超滤膜预处理装置的膜采用醋酸纤维素、醋酸纤维素酯、聚乙烯、PVDF、聚砜、聚醚砜等材质的中控纤维超滤膜中的一种，所述所述超滤膜预处理装置采用柱式结构，错流过滤。
[0010]进一步地，所述反渗透膜浓缩装置的反渗透膜为卷式膜，采用多级串联，每级的产水在反渗透产水槽内混合后作为后续的石膏洗涤水，最后一级的反渗透浓水的直接排入后续生产系统。
[0011]进一步地，所述均和池采用砼和玻璃鳞片防腐结构。
[0012]进一步地，所述结晶反应器是圆柱体碳钢防腐设备，采用下进上出的升流方式，结晶反应器的中下部设置有进液口和高浓度晶种反应区，采用射流搅拌；上部是斜板沉降区，澄清的废水进入后续固液分离超滤膜装置进一步固液分离。
[0013]进一步地，所述脱水装置采用板框压滤机或真空带式过滤机或叠螺脱水机。
[0014]用上述磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统进行磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理的方法，该方法包括如下步骤：
[0015](1)将待处理的磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水输入均和池，在均和池内均质、混合，保证水质的相对稳定；
[0016](2)均和池中的水输入超滤膜预处理装置，经过超滤膜过滤后的产水作为反渗透膜浓缩装置的原料水，超滤膜预处理装置的反洗水作为结晶反应槽的一股进水，水中不溶物作为结晶反应的晶核；
[0017](3)反渗透膜浓缩装置的浓水进入结晶反应槽破坏硫酸钙、氟硅酸盐的过饱和度，使得硫酸钙、氟硅酸盐能够在高浓度晶核表面结晶、长大、沉降，上部的澄清液体进入固液分离超滤膜装置去除水不溶物；
[0018](4)结晶反应槽中的固体，经过固渣脱水装置脱水，固渣脱水装置的出水进入固液分离超滤膜装置；
[0019](5)最后一级的反渗透膜浓缩装置的浓水的水量及水中溶解的磷酸盐均满足生产要求，直接排入后续生产系统。
[0020]进一步地，所述的反渗透膜浓缩装置需要在pH2～5的酸性条件下截留磷酸盐、硫酸盐和氟硅酸盐，同时为了防止浓缩的磷酸盐、硫酸盐和氟硅酸盐在膜道内和膜表面结垢，需将系统的产水率和回收率控制在纯水设计的80％以内。
[0021]进一步地，所述的脱水设备排出的固渣采用反渗透产水再浆后，再次脱水得到含磷较低的固渣，滤清液返回均和池和预处理单元循环处理。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](1)采用超滤膜做预处理，为各级反渗透装置提供安全合格的原料进水，保证反渗透膜的稳定运行和产水质量。
[0024](2)采用多级反渗透装置串联运行，降低每一级反渗透膜的浓缩倍数和产水率，避免因钙离子、硫酸根离子、氟硅酸根离子浓度太高而在膜道内结晶析出。
[0025](3)每一级反渗透浓水先进入结晶反应器破坏磷酸盐、硫酸盐和氟硅酸盐的过饱和度，使得废水中的钙离子、硫酸根离子、氟硅酸根离子由过饱和状态变为饱和状态，辅助于温度控制等其他条件，在进入下一级反渗透膜时为不饱和状态，延长了反渗透膜的清洗周期和膜的寿命。
[0026](4)根据原水水质设置反渗透的级数，最后一级反渗透浓水将水量及水中磷酸盐、硫酸盐、氟硅酸盐等浓缩到满足生产要求而直接返回磷酸生产装置。
[0027](5)反渗透产水汇总后返回石膏洗涤工序循环使用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术工艺流程图；
[0029]图2为本专利技术简化工艺流程图；
[0030]图3为超滤膜工作原理图；
[0031]图4为结晶反应器工作原理图；
[0032]图5为双膜法处理锰石膏渗滤液工艺流程图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，其特征在于，该系统包括均和池、超滤膜预处理装置、超滤产水槽、反渗透膜浓缩装置、反渗透产水槽、结晶反应器、固渣脱水装置、固液分离超滤膜装置；所述均和池用于将磷石膏渣场渗滤液与石膏洗水充分混合，获得水质相对稳定的超滤膜预处理装置的进水；所述超滤膜预处理装置的产水出口通过所述的超滤产水槽连接所述反渗透膜浓缩装置，所述超滤膜预处理装置的反洗水出口连接所述的结晶反应槽；所述反渗透膜浓缩装置的浓水出口也连接所述的结晶反应槽，所述反渗透膜浓缩装置的澄清液体出口连接所述反渗透产水槽。2.根据权利要求1所述的磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，其特征在于，所述超滤膜预处理装置采用多级膜串联、所述超滤膜预处理装置的膜采用醋酸纤维素、醋酸纤维素酯、聚乙烯、PVDF、聚砜、聚醚砜等材质的中控纤维超滤膜中的一种，所述所述超滤膜预处理装置采用柱式结构，错流过滤。3.根据权利要求1所述的磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，其特征在于，所述反渗透膜浓缩装置的反渗透膜为卷式膜，采用多级串联，每级的产水在反渗透产水槽内混合后作为后续的石膏洗涤水，最后一级的反渗透浓水的直接排入后续生产系统。4.根据权利要求1所述的磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，其特征在于，所述均和池采用砼和玻璃鳞片防腐结构。5.根据权利要求1所述的磷化工行业磷石膏渗滤液和洗涤水的处理系统，其特征在于，所述结晶反应器是圆柱体碳钢防腐设备，采用下进上出的升流方式，结晶反应器的中下部设置有进液口和高浓度晶种反应区，采用射流搅拌；上部是斜板沉降区，澄清的废水进入后续固液分离超滤膜装置进一步固液分离。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利华，李俊，程雄，
申请(专利权)人：南京纳亿工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：