生态环境保护典型工程2025-G-20
24万t/a磷酸铁项目废水处理及回用工程
申报单位
深圳市华虹清源环保科技有限公司
业主单位
鲁北万润智慧能源科技(山东)有限公司
推荐单位
深圳市环境保护产业协会
投运时间
2023年7月
工程规模
配套24万吨/年磷酸铁,废水处理能力1200万~1500万吨/年。工程占地76088.00m2。工程投资(设备类)规模48000万元。装机功率30000kW。
工艺流程
整体方案为“预处理+膜浓缩膜纯化+MVR蒸发结晶”。
预处理:洗水是pH值约2.3的酸性废水,洗水温度约45℃,其中阳离子主要为铵盐,并存在Ca2+、Mg2+、Fe、Mn2+等硬度及重金属离子;阴离子主要为硫酸根、磷酸根;总溶解性固体约6000~15000mg/L。
母液是pH值约1.8的酸性废水,母液的温度偏高,可达到60℃。废水中阳离子主要为铵盐,并存在Ca2+、Mg2+、Fe(可能存在较多的Fe2+)、Mn2+等硬度及金属离子;并且Mg2+、Mn2+、Fe浓度偏高,而阴离子主要为硫酸根,浓度可达到53333mg/L、其次为磷酸根,浓度可达到4490mg/L;总的溶解性固体约60000mg/L。
洗水含重金属离子,且锰离子含量偏高,采用加氨调pH值至5~6,进入洗水混合沉淀池,沉淀池反应及沉淀停留时间约2小时,采用斜管加强沉淀效果,铁、钙、镁等经化学反应产生的沉淀物依次被洗水混合沉淀池、洗水多介质过滤器和超滤去除。
混合沉淀池产生的污泥采用板框压滤机压榨处理,压榨滤液回收至洗水中水池。
多介质过滤器反洗水、超滤反洗水均回流至洗水回收水池(进水池前设沉砂井),经泵提升至洗水沉淀池进水母管。
母液温度较高,同样存在较多重金属,且铁、锰含量偏高,采用分步调pH、分步沉淀的工艺,即先将pH值调节至5,去除铁等沉淀物后,再调pH值至8.5,产生的沉淀物继续通过多介质过滤去除。故母液预处理系统先将母液加氨调节pH值至5,进入一级混合沉淀池,混合沉淀池反应及沉淀停留时间约2小时,采用斜管加强沉淀效果;一级预处理出水与洗水RO浓水混合后,再继续投加氨调节pH值至8.5,进入二级混合沉淀池,混合沉淀池反应及沉淀停留时间约2小时,采用斜管加强沉淀效果,产水送至多介质过滤器和超滤处理。
污泥处置:预处理沉淀池污泥采用板框压滤压榨,得到泥饼,泥饼为钙镁磷肥产品出售。
降温装置:洗水和母液温度较高,需要将砂滤出水接入闭式冷却塔降温至35℃以内,确保后续膜系统运行安全。
膜系统:膜浓缩系统,洗水经过洗水RO浓缩;母液依次经过母液RO浓缩,浓水RO浓缩,得到浓缩液。膜纯化系统,RO产水和MVR冷凝水依次经过二级RO和终端RO纯化,得到纯水回用。
蒸发结晶系统:浓缩液经过多级降膜蒸发,强制循环蒸发,晶浆通过离心机离心分离,得到硫酸铵产品。母液继续蒸发,残留母液经过母液干燥机干燥得到杂盐。
运行效果
节能降耗目标:
通过技术优化已实现显著能耗降低,具体指标如下(所有指标均已实现):
料液降温工段:采用冷却塔替代冷冻水机组,折合吨磷酸铁耗电量降低100 kW·h(夏季);
钙镁磷肥干燥工段:采用污泥浓缩-压滤-压榨工艺组合,取消桨叶干燥设备,折合吨磷酸铁蒸汽(160℃)耗量降低0.04 t;
浓硫酸工艺应用:减少配套硫酸稀释系统,折合吨磷酸铁耗电量降低5 kW·h;
洗水预处理酸性运行:折合吨磷酸铁氨水(22%)消耗量降低0.06 t,硫酸(50%)消耗量降低0.035 t;
氨回收工艺:折合吨磷酸铁氨水(22%)消耗量降低0.001 t;
性能目标:
关键处理单元性能指标均达标(所有指标均已实现):
母液预处理出水:浊度≤20 NTU,Fe³⁺≤0.5 mg/L,Mn²⁺≤1 mg/L
冷却塔:进水温度≤45℃时,出水温度≤35℃
浅层砂过滤器:出水浊度<20 NTU
高倍浓缩RO系统:膜浓缩液浓度>150000 μS/cm
外压式超滤系统:出水浊度<1 NTU,SDI≤2.5
污泥处置:泥饼含水率≤60%
纯水制备:电导率<20 μS/cm
二次污染控制
废水控制:
产生情况:厂区溢流水、清洗水及初期雨水。
治理措施:地沟统一收集后经零排放系统处理,全部制备纯水回用。
效 果:实现废水零外排,水资源100%资源化。
废气控制:
产生情况:预处理氨气及硫铵包装粉尘。
治理措施:氨气经喷淋塔吸收,硫铵包装区设隔离房控粉尘。
效 果:尾气排放达标,厂区空气质量符合国标。
固废控制:
产生情况:预处理污泥及蒸发系统硫酸铵。
治理措施:污泥压滤后作钙镁磷肥添加剂,硫酸铵加工为肥料级产品。
效 果:固废100%资源化,无废渣外排。
达到的标准或性能要求
纯水指标(车间用水标准)
电导率:<20μS/cm
pH:6~8
洁净度:<3pcs/L
硫酸铵产品标准(GB/T 535-2020 一类品)
氮(N)含量:≥21.0%(以干基计)
含水率:≤0.5%
游离酸(以H₂SO₄计):≤0.05%
水不溶物:≤0.2%
钙镁磷肥产品标准
作为添加剂使用,无严格指标限制,直接资源化回收。
原标题:环保新质生产力 | 24万t/a磷酸铁项目废水处理及回用工程
关键词:
废水处理,污泥处置
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