磷酸铁企业高硫酸盐废水处理方案

1、企业废水概况

磷酸铁，又名磷酸高铁、正磷酸铁，分子式为FePO

4

，是一种白色、灰白色单斜晶体粉末。是铁盐溶液和磷酸钠作用的盐，其中的铁为正三价。其主要用途在于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等。

该企业为磷酸铁生产企业（年产10000吨磷酸铁？），位于沿海城市营口市，还没开始生产，生产废水规模预计为3000吨/日，废水中硫酸根浓度预计为13000~28000mg/L，附近有生活污水处理设施规模为2000吨/日。请根据上述材料设计该企业生产废水的处理处置方案，使其满足相关要求后排放或回用。

2、企业废水特性分析

磷酸铁废水是电池正极材料磷酸铁生产过程中产生的高浓度硫酸根、氨氮、

总磷的酸性无机废水，磷酸铁废水中的污染物按离子表示为NH

4+、SO

4

2-、PO

4

3-。

《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)》，《污水综合排放标准（GB8978—1996）》对氨氮、总磷的排放有严格的规定，但没有对硫酸根离子进行规定，因为硫酸盐对人身的损害小，海水中的这些离子的浓度也很高。但是高硫酸盐排入沟渠对土地盐碱化的作用比较大；排入管网则对市政管网及市政污水处理系统有很大的负面影响。所以《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）中对硫酸盐的排放浓度有明确的规定，分为ABC三个级别，不能大于400~600mg/l。《地表水环境质量标准（GB3838—2002）》在饮用水方面对硫酸盐也有规定，为不超过250mg/l。

3、企业废水处理方案

3.1石灰法（简单处理）

目前的处理方法多为通过投加石灰去除总磷，在不考虑总盐超标的情况下直

接排放，但产生大量的污泥难于处理，同时对周围的水体环境造成较大影响。

3.2磷酸铵镁法（不考虑回用）

也有利用MAP 法（磷酸铵镁），通过投加镁剂同时除去氨氮与总磷，多余的氨氮利用汽提回收硫铵，然后排放（此时盐超标），或进一步浓缩、蒸发，这样可以解决磷酸铁废水的污染问题，但其工艺流程长，调pH 要投加大量的碱，反应后还要加回调，运行费用高，限制了它的推广应用。

3.3膜法+多效蒸发组合工艺（考虑回用）

利用管式滤膜装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、浓水反渗透装置、蒸发结晶装置对磷酸铁废水进行处理回用。

处理前磷酸铁一洗与二洗水的NH 4+：400~2000mg/L ， PO 43-：400~1600mg/L ，SO 42-：3000~10000mg/L ，TDS ：3800~13600mg/L ，利用管式滤膜装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、浓水反渗透装置进行浓缩分离，处理后达到生产纯水要求的NH 4+<1mg/L ， PO 43-<0.5mg/L ， SO 42-<2.5mg/L ，TDS<4mg/L ，各离子的去除率均达到99.9%，直接回到生产纯水回用系统，节约了大量的水资源。

同时得到一洗、二洗水浓缩液的NH 4+：8000~24600mg/L ，PO 43-：8000~20000mg/L ，SO 42：60000~127600mg/L ，TDS ：136000~172200mg/L ；而磷酸铁合成与老化母液的NH 4+：6000~22000mg/L ，PO 43-：8000~30000mg/L ，SO 42：16000~48000mg/L ，TDS ：30000~100000mg/L ，一洗、二洗水的浓缩液与合成、老化母液混合后再进行蒸发结晶处理，生成高效的硫按、磷铵肥料，蒸发产生的蒸馏水也可回用于生产（如下图）。在解决磷酸铁废水污染问题的同时回用了水资源，又回收了水中的有效成分，取得较好的社会与经济效益。

预计总投资1500万元，吨水投资5000元，吨水运行成本10元左右。

图膜法+多效蒸发组合工艺技术路线图