CN115893725A - 一种磷酸铁废水处理工艺和处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及废水处理技术领域，具体公开了一种磷酸铁废水处理工艺和处理系统，处理工艺包括如下步骤：S1、加入硫酸亚铁、双氧水；加入碱，调节pH值为3‑5；加入絮凝剂，沉淀分离，获得一级出水；S2、加入碱，调节pH值为6‑9；加入絮凝剂，沉淀分离，获得二级出水；S3、加入铝系除氟药剂；加入絮凝剂、微砂，沉淀分离，获得三级出水；S4、反渗透浓缩；S5、加入铝系除氟药剂；加入絮凝剂、微砂，沉淀分离，获得四级出水；S6、蒸发结晶。该处理工艺，不仅对废水中的镁、铁、锰、氟、磷具有较高的去除效果，而且还实现了磷酸铁、硫酸铵的回收，具有工艺简单、成本低的优点，满足市场需求。

Description

一种磷酸铁废水处理工艺和处理系统

技术领域

本申请涉及废水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种磷酸铁废水处理工艺和处理系统。

背景技术

磷酸铁是一种白色、灰白色单斜晶体粉末，主要应用于锂电池材料、催化剂、陶瓷等。对于锂电池而言，相比镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂而言，磷酸铁锂电池正极材料采用磷酸铁，从能量密度、循环寿命、生产成本、安全性等方面，是迄今为止发明的最理想的动力电池。尽管存在技术和价格上的一些缺陷，但已经走向商业化的道路。且随着技术日趋成熟，价格也会随着产能的扩张而大幅降低，未来甚至会成为最廉价的动力电池。因此，磷酸铁锂电池具有广大的应用前景，并代表了锂电池未来发展方向。

磷酸铁锂电池中的磷酸铁，其作为汽车锂离子动力电池、电网储能电池、电动工具电池正极材料的理想前躯体材料。随着电动汽车的快速发展，动力电池的需求量不断上升，对于磷酸铁的需求量也在不断增大。然而在磷酸铁的生产过程中，不可避免的会产生含高浓度的氨氮、磷、锰、氟化物及其它无机盐的废水。其主要来源于磷酸铁合成母液、磷酸铁漂洗水等，根据厂家工艺的差异，部分厂家可能还会来源于转化母液等。这类废水不仅废水量大，而且处理也具有一定的难度，明显制约了厂家的发展。

目前对于磷酸铁废水的处理，大部分厂家主要采用石灰法，其虽然能够除去废水中的磷，但是出水总盐超标，出水排放对周围的水环境造成较大的污染。还有部分厂家采用高浓度氨氮吹脱和磷酸铵镁沉淀联用，但是调节pH值需要大量的碱，而且反应后还需要回调，处理成本高。还有少量厂家采用膜法和多效蒸发组合工艺，其能够生成硫氨和磷氨肥料，而且蒸馏出来的水也可以被回收利用，但是工艺复杂，投资成本大。

发明内容

为了降低磷酸铁废水处理工艺和成本，本申请提供一种磷酸铁废水处理工艺和处理系统。

第一方面，本申请提供一种磷酸铁废水处理工艺，采用如下的技术方案：

一种磷酸铁废水处理工艺，包括如下步骤：

S1、一级除磷：向废水中加入硫酸亚铁、双氧水混合，曝气处理；然后加入碱，调节pH值为3-5；之后加入絮凝剂混合，沉淀、分离，获得一级出水和污泥a；

其中，废水为磷酸铁废水；

S2、二级除铁锰镁：向一级出水中加入碱，调节pH值为6-9；之后加入絮凝剂混合，沉淀、分离，获得二级出水和污泥b；

S3、三级除氟：向二级出水中加入铝系除氟药剂混合；之后加入絮凝剂、微砂混合，沉淀、分离，获得三级出水和污泥c；

S4、反渗透浓缩：将三级出水进行反渗透浓缩，获得反渗透浓缩液和清水；

S5、四级除氟：向反渗透浓缩液中加入铝系除氟药剂混合；之后加入絮凝剂、微砂混合，沉淀、分离，获得四级出水和污泥d；

S6、蒸发结晶：将四级出水进行蒸发结晶。

通过采用上述技术方案，向废水中加入硫酸亚铁、过氧化氢，引入三价铁离子，然后调节pH值为3-5，此时，主要形成磷酸铁沉淀，并对磷酸铁进行回收利用。而且，磷酸铁沉淀能够对氟化物进行吸附，降低三级除氟负荷。同时，不需要使用混凝剂，降低成本。然后进一步调节pH值为6-9，使废水中的三价铁离子、锰离子、镁离子，以及残留磷酸根离子形成沉淀。不仅除去废水中的三价铁离子、锰离子、镁离子，进一步除去磷酸根离子。而且，也能够吸附氟化物，降低三级除氟负荷。同时，也不需要使用混凝剂，降低成本。之后利用铝系除氟药剂，进一步形成磷酸铝、氢氧化铝沉淀，其可以进一步吸附废水中的氟化物，提高废水氟化物去除效果。本申请中，经过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟之间的相互配合，镁离子去除率＞97％、三价铁离子去除率＞99％、锰离子去除率＞98％、氟离子去除率＞98％、磷酸根离子去除率＞94％。

申请人在实际研究中发现，如果对三级出水直接进行蒸发结晶，基于三级出水的处理量较大，大大增加蒸发结晶成本。在此基础上，本申请中，对三级出水进行反渗透浓缩，形成反渗透浓缩液，大大降低了蒸发结晶处理量。进一步的，申请人还发现，三级出水经过浓缩形成的反渗透浓缩液，其中含有较多的氟离子，如果对反渗透浓缩液直接进行蒸发结晶，氟离子对使用的蒸发结晶器具有严重的腐蚀。在此基础上，本申请中，对反渗透浓缩液进行除氟处理，降低反渗透浓缩液中氟离子浓度，即降低四级出水对蒸发结晶器腐蚀性的影响。同时，申请人在实际研究中还发现，四级出水中含有较多的铵根离子、硫酸根离子，如果将反渗透浓缩液回流到三级除氟中，虽然也能够达到除氟的目的，但是无法回收铵根离子、硫酸根离子。在此基础上，本申请中，对四级出水蒸发结晶处理后，能够获得硫酸铵，并对硫酸铵回收利用，例如应用于硫氨肥料。

本申请的磷酸铁废水处理工艺，通过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟、反渗透浓缩、四级除氟、蒸发结晶之间的相互配合，不仅实现了对废水中的镁、铁、锰、氟、磷的去除，而且还实现了磷酸铁、硫酸铵的回收利用，具有工艺简单、成本低的优点，满足市场需求。

步骤S1，在一个实施例中，调节pH值为4.1，其也可以根据需要将pH值调节为3、3.5、4、4.5、5等。

步骤S2中，在一个实施例中，调节pH值为7.4，其也可以根据需要将pH值调节为6、6.5、7、7.5、8、8.5、9等。

可选的，所述废水的pH值为1-3，所述废水的温度为50-80℃，所述废水中铵根离子浓度≤15000ppm、镁离子浓度≤250ppm、三价铁离子浓度≤300ppm、锰离子浓度≤300ppm、硫酸根离子浓度≤80000ppm、氟离子浓度≤450ppm、磷酸根离子≤15000ppm。

通过采用上述技术方案，对废水中铵根离子浓度、镁离子浓度、三价铁离子浓度、锰离子浓度、硫酸根离子浓度、氟离子浓度、磷酸根离子进行优化，保持磷酸铁废水处理工艺的稳定性。

可选的，过氧化氢的使用量为90-110mg/L，和/或，

步骤S1中，硫酸亚铁的使用量为废水中磷酸根离子摩尔浓度的1.2-1.5倍，和/或，步骤S1、步骤S2中，碱为氨水，氨水的质量浓度为15-25％。

通过采用上述技术方案，对过氧化氢、硫酸亚铁的使用量进行优化，以及对碱进行优化，保持磷酸铁废水处理工艺的稳定性。

进一步的，过氧化氢采用双氧水溶液，且双氧水溶液中的过氧化氢质量浓度为20-50％。在一个实施例中，双氧水溶液中的过氧化氢质量浓度为27.5％，其也可以根据需要将质量浓度调整为20％、25％、30％、35％、40％、50％等。

硫酸亚铁采用硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液的质量浓度为20-40％。在一个实施例中，硫酸亚铁溶液的质量浓度为30％，其也可以根据需要将质量浓度调整为20％、25％、35％、40％等。在磷酸铁制备中，常常采用亚铁盐和磷酸盐在氧化剂作用下反应而得，且亚铁盐一般采用硫酸亚铁。此时，硫酸亚铁溶液可以采用磷酸铁制备过程中产生的磷酸亚铁溶液，不需要额外试剂，降低成本。

可选的，步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S5中使用的絮凝剂为絮凝剂PAM，且絮凝剂的使用量为1-2mg/L，和/或，步骤S3、步骤S5中，微砂平均粒度为80-130μm，且微砂于废水中的浓度为5-10g/L，和/或，

步骤S3、步骤S5中，铝系除氟药剂的使用量为，使铝系除氟药剂中铝的摩尔浓度为废水中氟离子摩尔浓度的3-5倍。

通过采用上述技术方案，对絮凝剂、微砂、铝系除氟药剂的使用量进行优化，保持磷酸铁废水处理工艺的稳定性。

可选的，所述反渗透浓缩液中氟离子浓度≤30ppm，和/或，

所述四级出水中氟离子浓度≤5ppm。

对于反渗透浓缩液而言，随着三级出水浓缩倍数的增加，反渗透浓缩液中氟离子浓度、铵根离子浓度、硫酸根离子浓度不断增加，即反渗透浓缩液中无机盐含量增加，降低反渗透装置的使用寿命。对反渗透浓缩液中氟离子浓度进行优化，进而实现对三级出水浓缩倍数的优化，降低浓缩倍数过大而对反渗透装置使用寿命的影响，也降低浓缩倍数过大而增加四级除氟负荷。

在一个实施例中，反渗透浓缩液中氟离子浓度为14ppm，其也可以根据浓缩倍数使反渗透浓缩液中氟离子浓度为30ppm、20ppm、10ppm等。

对于四级出水而言，对四级出水中的氟离子浓度进行优化，避免四级出水中氟离子浓度过高而影响蒸发结晶器的使用寿命，从而保证蒸发结晶器的正常运行以及使用寿命。

在一个实施例中，四级出水中氟离子浓度为2.9ppm，其也可以根据需要将四级出水中氟离子浓度设置为5ppm、4ppm、3ppm、2ppm、1ppm、0.5ppm等。

可选的，步骤S1、步骤S2中，沉淀负荷为3-6m³/(m²·h)，和/或，

步骤S3、步骤S5中，沉淀负荷为6-10m³/(m²·h)。

优选的，步骤S1中，沉淀负荷为4m³/(m²·h)。步骤S2中，沉淀负荷为4m³/(m²·h)。步骤S3中，沉淀负荷为10m³/(m²·h)。步骤S5中，沉淀负荷为7.5m³/(m²·h)。

可选的，步骤S2中，部分污泥b回流到一级出水中，且与絮凝剂一起使用，污泥b总量的10-40wt％进行回流。

步骤S2中，待加入絮凝剂后，由于絮体较少，此时将部分污泥b回流处理，能够有效的增加污泥浓度，不仅便于絮体长大且沉淀，而且减少絮凝剂使用量，降低成本。

在一个实施例中，污泥b总量的27wt％进行回流，其也可以根据需要调整为污泥b总量的10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％等中的一种进行回流。

可选的，步骤S3中，污泥c经过分离获得回收微砂、污泥c2，回收微砂回流到二级出水中，且与絮凝剂一起使用，新微砂的使用量为3-5mg/L；

步骤S5中，污泥d经过分离获得回收微砂、污泥d2，回收微砂回流到四级出水中，且与絮凝剂一起使用，新微砂的使用量为3-5mg/L。

步骤S3、步骤S5中，将回收微砂回流处理，絮体以微砂为晶核，增加絮体的沉淀性，基于大部分微砂进行了回流，新微砂使用量为3-5mg/L，大大降低了新微砂的使用量，降低成本。

可选的，所述污泥a经过压滤浓缩、烘干，获得磷酸铁，并回收利用，和/或，所述污泥b、污泥c2、污泥d2经过压滤浓缩、烘干，获得固体物，并回收处理。

第二方面，本申请提供一种如上述所述的磷酸铁废水处理系统，采用如下的技术方案：一种如上述所述的磷酸铁废水处理系统，包括一级除磷单元、二级除铁锰镁单元、三级除氟单元、反渗透装置、四级除氟单元、蒸发结晶器；

所述一级除磷单元包括依次连通的一级反应池a、二级反应池b、一级絮凝池、一级沉淀池、污泥池a；

所述二级除铁锰镁单元包括依次连通的二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池、污泥池b，所述二级反应池和一级沉淀池连通；

所述三级除氟单元包括依次连通的三级反应池、三级絮凝池、三级沉淀池、微砂分离器a，所述三级反应池和二级沉淀池连通，所述微砂分离器a分别和三级絮凝池、污泥池b连通，所述三级沉淀池和反渗透装置连通；

所述四级除氟单元包括依次连通的四级反应池、四级絮凝池、四级沉淀池、微砂分离器b，所述四级反应池和反渗透装置连通，所述微砂分离器b分别和四级絮凝池、污泥池b连通，所述四级沉淀池和蒸发结晶器连通。

综上所述，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请的磷酸铁废水处理工艺，通过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟、反渗透浓缩、四级除氟、蒸发结晶之间的相互配合，不仅实现了对废水中的镁、铁、锰、氟、磷的去除，而且还实现了磷酸铁、硫酸铵的回收利用，具有工艺简单、成本低的优点，满足市场需求。

2、本申请中还对四级出水中氟离子浓度进行限定，避免四级出水中氟离子浓度过高而影响蒸发结晶器的使用寿命，从而保证蒸发结晶器的正常运行以及使用寿命。

3、步骤S2中，对污泥b进行回流，不仅增加沉淀效果，而且减少絮凝剂使用量，降低成本。步骤S3、步骤S5中，对回收微砂进行回流，减少微砂的使用量，降低成本，而且提升了污泥沉降速度，大大减少沉淀占地面积。

附图说明

图1是本申请磷酸铁废水处理工艺的流程图。

具体实施方式

为使本申请更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本申请，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本申请的应用范围。本申请中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。

实施例

实施例1

一种磷酸铁废水的处理工艺，其用于处理磷酸铁废水，磷酸铁废水的pH值为1.2、温度为60℃。参照图1，具体包括如下步骤：

S1、一级除磷

S11、在一级反应池a内引入废水，废水为磷酸铁废水，磷酸铁废水的水量为120m³/h。然后加入硫酸亚铁、过氧化氢混合，硫酸亚铁采用磷酸铁制备过程中产生的硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液的质量浓度为30％，硫酸亚铁的使用量为废水中磷酸根离子摩尔浓度的1.2倍，过氧化氢采用双氧水，且双氧水的质量浓度为27.5％，双氧水的使用量为370.4mg/L，之后进行曝气以补充氧气。此时，废水中进行以下反应：

4Fe²⁺+O₂+4H⁺→4Fe³⁺+2H₂O

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺→2Fe³⁺+2H₂O

在此过程中，废水中的二价铁离子、投入的二价铁离子全部转化为三价铁离子。而且，投加过氧化氢，其作为催化剂，能够有效的加快二价铁离子的氧化速率，便于反应的进行。

S12、将步骤S11处理后的废水引入一级反应池b中，然后加入氨水，氨水的质量浓度为20％，调节pH值为4.1。此时，废水中进行以下反应：

Fe³⁺+PO₄ ^3-→FePO₄↓

Fe³⁺+3OH^-→2Fe(OH)₃↓

在此过程中，由于步骤S11中补充了三价铁离子，且三价铁离子含量较高，三价铁离子将磷酸根转化为磷酸铁沉淀，与此同时，也会产生少量氢氧化铁沉淀。

S13、将步骤S12处理后的废水引入一级絮凝池中，然后加入絮凝剂混合，絮凝剂采用絮凝剂PAM，絮凝剂PAM的分子量为1000万，且絮凝剂PAM的使用量为1.5mg/L。之后引入一级沉淀池中，进行沉淀、分离，一级沉淀池负荷为4m³/(m²·h)，获得一级出水和污泥a。

污泥a沉积在底部，并进一步排出且进入污泥池a中。污泥a压滤浓缩、烘干，获得磷酸铁，并进行回收利用。

在此过程中，由于废水中含有大量磷酸铁、少量氢氧化铁，无需投加混凝剂，能够直接利用生成的磷酸铁、氢氧化铁作为混凝剂，且加入絮凝剂，使絮体瞬速长大并且变的密实，形成密实而成熟的大矾花，便于后续的沉淀、分离。同时磷酸铁、氢氧化铁也能够吸附部分氟化物，降低后续三级除氟负荷。

S2、二级除铁锰镁

S21、将一级出水引入二级反应池中，然后加入氨水，氨水的质量浓度为20％，调节pH值为7.4。此时，废水中进行以下反应：

Fe³⁺+PO₄ ^3-→FePO₄↓

Fe³⁺+3OH^-→2Fe(OH)₃↓

Mn²⁺+2OH^-→2Mn(OH)₂↓

Mg²⁺+2OH^-→2Mg(OH)₂↓

在此过程中，废水中的三价铁离子将磷酸根进一步转化为磷酸铁沉淀，同时将锰离子、镁离子、三价铁离子转化为沉淀，且形成氢氧化锰、氢氧化镁、氢氧化铁。

S22、将步骤S21处理后的废水引入二级絮凝池中，然后加入絮凝剂混合，絮凝剂采用絮凝剂PAM，絮凝剂PAM的分子量为1000万，且絮凝剂PAM的使用量为1.5mg/L。之后引入二级沉淀池中，进行沉淀、分离，二级沉淀池负荷为4m³/(m²·h)，获得二级出水和污泥b。

污泥b沉积在底部，污泥b总量的73wt％排出且进入污泥池b中，并压滤浓缩、烘干处理。污泥b总量的27wt％回流到二级絮凝池中，增加二级絮凝池中的浓度。

在此过程中，由于废水中含有磷酸铁、氢氧化锰、氢氧化镁、氢氧化铁，无需投加混凝剂，能够直接利用生成的磷酸铁、氢氧化铁作为混凝剂。但是，由于絮体较少，将二级沉淀池产生的污泥b回流到二级絮凝池中，以增加二级絮凝池中的浓度，减少絮凝剂使用量。同时，加入絮凝剂PAM，使絮体瞬速长大并且变的密实，形成密实而成熟的大矾花，便于后续的沉淀、分离。同时磷酸铁、氢氧化锰、氢氧化镁、氢氧化铁也能够吸附部分氟化物，降低后续三级除氟负荷。

S3、三级除氟

S31、将二级出水引入三级反应池中，然后加入铝系除氟药剂，铝系除氟药剂选自PAC，铝系除氟药剂的使用量为，使铝系除氟药剂中铝的摩尔浓度为废水中氟离子摩尔浓度的3倍。此时，废水中进行以下反应：

Al³⁺+PO₄ ^3-→AlPO₄↓

Al³⁺+3OH^-→Al(OH)₃↓

在此过程中，废水中的铝离子将磷酸根转化为磷酸铝沉淀，与此同时，也会产生氢氧化铝沉淀。磷酸铝沉淀、氢氧化铝沉淀快速吸附废水中的氟化物，从而除去废水中的氟化物。

S32、将步骤S31处理后的废水引入三级絮凝池中，然后加入絮凝剂、微砂混合，絮凝剂采用絮凝剂PAM，絮凝剂PAM的分子量为1000万，且絮凝剂PAM的使用量为1.5mg/L。微砂平均粒度为100μm，微砂于废水中的浓度为15g/L。之后引入三级沉淀池中，进行沉淀、分离，三级沉淀池负荷为10m³/(m²·h)，获得三级出水和污泥c。

将污泥c引入微砂分离器a中，经过分离，获得回收微砂、污泥c2。将回收微砂回流到三级絮凝池中，便于絮体晶核生长、沉淀，基于回收微砂进行了回流，此时，新微砂的使用量为5mg/L，大大降低新微砂投入量。污泥c2排出且进入污泥池b中，并压滤浓缩、烘干处理。

在此过程中，由于废水中含有磷酸铝、氢氧化铝、微砂，无需投加混凝剂，能够直接利用生成的磷酸铝、氢氧化铝作为混凝剂。而且以微砂为晶核，大大增加絮体的沉淀性，且在絮凝剂下，使絮体瞬速长大并且变的密实，形成密实而成熟的大矾花，便于后续的沉淀、分离。同时，将污泥c中的微砂进行分离，进而实现微砂的回流，减少微砂的使用量。

S4、反渗透浓缩

将三级出水引入反渗透装置中，进行反渗透浓缩，获得反渗透浓缩液和清水。清水回收利用。

S5、四级除氟

S51、将反渗透浓缩液引入四级反应池中，然后加入铝系除氟药剂，铝系除氟药剂选自PAC，铝系除氟药剂的使用量为，使铝系除氟药剂中铝的摩尔浓度为废水中氟离子摩尔浓度的5倍。此时，废水中进行以下反应：

Al³⁺+PO₄ ^3-→AlPO₄↓

Al³⁺+3OH^-→Al(OH)₃↓

在此过程中，废水中的铝离子将磷酸根转化为磷酸铝沉淀，与此同时，也会产生氢氧化铝沉淀。磷酸铝沉淀、氢氧化铝沉淀快速吸附废水中的氟化物，从而除去废水中的氟化物。

S52、将步骤S51处理后的废水引入四级絮凝池中，然后加入絮凝剂、微砂混合，絮凝剂采用絮凝剂PAM，絮凝剂PAM的分子量为1000万，且絮凝剂PAM的使用量为1.5mg/L。微砂平均粒度为100μm，微砂于废水中的浓度为5g/L。之后引入四级沉淀池中，进行沉淀、分离，四级沉淀池负荷为7.5m³/(m²·h)，获得四级出水和污泥d。

将污泥d引入微砂分离器b中，经过分离，获得回收微砂、污泥d2。将回收微砂回流到三级絮凝池中，便于絮体晶核生长、沉淀，基于大部分微砂进行了回流，此时，新微砂的使用量为3mg/L，大大降低新微砂投入量。污泥d2排出且进入污泥池b中，并压滤浓缩、烘干处理。

S6、蒸发结晶

将三级出水引入蒸发结晶器中，进行蒸发结晶处理，获得硫酸铵，回收利用。

性能检测

分别对废水、一级除磷的出水、二级除铁锰镁的出水、三级除氟的出水、反渗透浓缩的出水、四级除氟的出水进行检测，检测结果见表1所示。

表1实施例1的磷酸铁废水以及处理效果

注：“/”表示未检测。

从表1中可以看出，本申请的磷酸铁废水处理工艺，经过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟后，三级出水中镁离子浓度为4.1ppm、三价铁离子浓度为0.3ppm、锰离子浓度为2.8ppm、氟离子浓度为3.5ppm、磷酸根离子为530ppm，此时，镁离子去除率达到97.27％、三价铁离子去除率达到99.85％、锰离子去除率达到98.53％、氟离子去除率达到98.83％、磷酸根离子去除率达到94.11％。进一步的，经过反渗透浓缩、四级除氟、蒸发结晶，获得硫酸铵。本申请中，通过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟、反渗透浓缩、四级除氟、蒸发结晶之间的相互配合，不仅对废水中的镁、铁、锰、氟、磷具有较高的去除效果，而且还实现了磷酸铁、硫酸铵的回收利用，具有工艺简单、成本低的优点，满足市场需求。

实施例2

一种磷酸铁废水的处理工艺，其和实施例1的区别之处在于，磷酸铁废水不同，磷酸铁废水以及处理效果见表2所示。

表2实施例2的磷酸铁废水以及处理效果

注：“/”表示未检测。

从表2中可以看出，本申请的磷酸铁废水处理工艺，经过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟后，三级出水中镁离子浓度为6.5ppm、三价铁离子浓度为0.4ppm、锰离子浓度为4.2ppm、氟离子浓度为5.1ppm、磷酸根离子为750ppm，此时，镁离子去除率达到97.40％、三价铁离子去除率达到99.87％、锰离子去除率达到98.60％、氟离子去除率达到98.87％、磷酸根离子去除率达到95.00％。

实施例3

一种磷酸铁废水的处理工艺，其和实施例1的区别之处在于，磷酸铁废水不同，磷酸铁废水以及处理效果见表3所示。

表3实施例3的磷酸铁废水以及处理效果

注：“/”表示未检测。

从表3中可以看出，本申请的磷酸铁废水处理工艺，经过一级除磷、二级除铁锰镁、三级除氟后，三级出水中镁离子浓度为5.1ppm、三价铁离子浓度为0.3ppm、锰离子浓度为3.3ppm、氟离子浓度为4.4ppm、磷酸根离子为650ppm，此时，镁离子去除率达到97.45％、三价铁离子去除率达到99.88％、锰离子去除率达到98.68％、氟离子去除率达到98.95％、磷酸根离子去除率达到94.58％。

实施例4

一种磷酸铁废水处理系统，参照图1，包括一级除磷单元、二级除铁锰镁单元、三级除氟单元、反渗透装置、四级除氟单元、蒸发结晶器。

一级除磷单元包括依次连通的一级反应池a、二级反应池b、一级絮凝池、一级沉淀池，一级沉淀池的下游依次连通有污泥池a、压滤机a。

废水经过一级反应池a、二级反应池b、一级絮凝池、一级沉淀池后形成一级出水和污泥a。一级出水进入二级除铁锰镁单元。污泥a进入污泥池a，且经过压滤机、烘干，形成磷酸铁，并进行回收利用。

二级除铁锰镁单元包括依次连通的二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池，二级反应池和一级沉淀池连通，二级沉淀池的下游依次连通有污泥池b、压滤机b，二级沉淀池还和二级絮凝池连通，用于回流部分污泥b。

一级出水经过二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池后形成二级出水和污泥b。二级出水进入三级除氟单元。部分污泥b回流到二级絮凝池中，部分污泥b进入污泥池b，且经过压滤机b、烘干，形成固体物。

三级除氟单元包括依次连通的三级反应池、三级絮凝池、三级沉淀池，三级反应池和二级沉淀池连通，三级沉淀池的下游连通有微砂分离器a，微砂分离器a分别和三级絮凝池、污泥池b连通。

二级出水经过三级反应池、三级絮凝池、三级沉淀池后形成三级出水和污泥c。三级出水进入反渗透装置。污泥c进入微砂分离器a形成回收微砂、污泥c2，污泥c2进入污泥池b，且经过压滤机b、烘干，形成固体物。

反渗透装置和三级沉淀池连通。三级出水经过反渗透装置形成反渗透浓缩液和清水。清水回收利用。反渗透浓缩液进入四级除氟单元。

四级除氟单元包括依次连通的四级反应池、四级絮凝池、四级沉淀池，四级反应池和反渗透装置连通，四级沉淀池的下游连通有微砂分离器b，微砂分离器b分别和四级絮凝池、污泥池b连通。

反渗透浓缩液经过四级反应池、四级絮凝池、四级沉淀池后形成四级出水和污泥d。四级出水进入蒸发结晶器。污泥d进入微砂分离器b形成回收微砂、污泥d2，污泥d2进入污泥池b，且经过压滤机b、烘干，形成固体物。

蒸发结晶器和四级沉淀池连通。四级出水经过蒸发结晶器形成固体物。

本申请中，将污泥a引入污泥池a中，进一步能够回收磷酸铁。将污泥b、污泥c2、污泥d2引入污泥池b中，进一步处理形成固体物，能够有效的减少污泥池的数量，简化流程，降低成本。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本申请，并不构成对本申请的任何限制。通过参照典型实施例对本申请进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本申请权利要求的范围内对本申请作出修改，以及在不背离本申请的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本申请涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本申请限于其中公开的特定例，相反，本申请可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种磷酸铁废水处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、一级除磷：向废水中加入硫酸亚铁、过氧化氢混合，曝气处理；然后加入碱，调节pH值为3-5；之后加入絮凝剂混合，沉淀、分离，获得一级出水和污泥a；

其中，废水为磷酸铁废水；

S2、二级除铁锰镁：向一级出水中加入碱，调节pH值为6-9；之后加入絮凝剂混合，沉淀、分离，获得二级出水和污泥b；

S3、三级除氟：向二级出水中加入铝系除氟药剂混合；之后加入絮凝剂、微砂混合，沉淀、分离，获得三级出水和污泥c；

S4、反渗透浓缩：将三级出水进行反渗透浓缩，获得反渗透浓缩液和清水；

S5、四级除氟：向反渗透浓缩液中加入铝系除氟药剂混合；之后加入絮凝剂、微砂混合，沉淀、分离，获得四级出水和污泥d；

S6、蒸发结晶：将四级出水进行蒸发结晶。

2.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：所述废水的pH值为1-3，所述废水的温度为50-80℃，所述废水中铵根离子浓度≤15000ppm、镁离子浓度≤250ppm、三价铁离子浓度≤300ppm、锰离子浓度≤300ppm、硫酸根离子浓度≤80000ppm、氟离子浓度≤450ppm、磷酸根离子≤15000ppm。

3.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：步骤S1中，过氧化氢的使用量为90-110mg/L，和/或，

步骤S1中，硫酸亚铁的使用量为废水中磷酸根离子摩尔浓度的1.2-1.5倍，和/或，

步骤S1、步骤S2中，碱为氨水，氨水的质量浓度为15-25%。

4.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S5中使用的絮凝剂为絮凝剂PAM，且絮凝剂的使用量为1-2mg/L，和/或，

步骤S3、步骤S5中，微砂平均粒度为80-130μm，且微砂于废水中的浓度为5-10g/L，和/或，

步骤S3、步骤S5中，铝系除氟药剂的使用量为，使铝系除氟药剂中铝的摩尔浓度为废水中氟离子摩尔浓度的3-5倍。

5.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：所述反渗透浓缩液中氟离子浓度≤30ppm，和/或，

所述四级出水中氟离子浓度≤5ppm。

6.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：步骤S1、步骤S2中，沉淀负荷为3-6m³/(m²·h)，和/或，

步骤S3、步骤S5中，沉淀负荷为6-10m³/(m²·h)。

7.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：步骤S2中，部分污泥b回流到一级出水中，且与絮凝剂一起使用，污泥b总量的10-40wt%进行回流。

8.根据权利要求1所述的主题名称，其特征在于：步骤S3中，污泥c经过分离获得回收微砂、污泥c2，回收微砂回流到二级出水中，且与絮凝剂一起使用，新微砂的使用量为3-5mg/L；

步骤S5中，污泥d经过分离获得回收微砂、污泥d2，回收微砂回流到四级出水中，且与絮凝剂一起使用，新微砂的使用量为3-5mg/L。

9.根据权利要求8所述的主题名称，其特征在于：所述污泥a经过压滤浓缩、烘干，获得磷酸铁，并回收利用，和/或，

所述污泥b、污泥c2、污泥d2经过压滤浓缩、烘干，获得固体物，并回收处理。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的磷酸铁废水处理系统，其特征在于：包括一级除磷单元、二级除铁锰镁单元、三级除氟单元、反渗透装置、四级除氟单元、蒸发结晶器；

所述一级除磷单元包括依次连通的一级反应池a、二级反应池b、一级絮凝池、一级沉淀池、污泥池a；

所述二级除铁锰镁单元包括依次连通的二级反应池、二级絮凝池、二级沉淀池、污泥池b，所述二级反应池和一级沉淀池连通；

所述三级除氟单元包括依次连通的三级反应池、三级絮凝池、三级沉淀池、微砂分离器a，所述三级反应池和二级沉淀池连通，所述微砂分离器a分别和三级絮凝池、污泥池b连通，所述三级沉淀池和反渗透装置连通；

所述四级除氟单元包括依次连通的四级反应池、四级絮凝池、四级沉淀池、微砂分离器b，所述四级反应池和反渗透装置连通，所述微砂分离器b分别和四级絮凝池、污泥池b连通，所述四级沉淀池和蒸发结晶器连通。

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