磷酸铁废水零排放及资源化处理技术分析

目前,磷酸铁锂是锂电池的主要正极材料,而磷酸铁是制备磷酸铁锂的关键前驱体。磷酸铁生产过程产生大量废水,其酸性强、盐分高,处理难度大,现已成为制约磷酸铁生产企业发展的瓶颈。磷酸铁废水含有高浓度磷酸根、硫酸根、氨根及金属离子,废水经预处理+膜浓缩+蒸发结晶处理后可获得硫酸铵、磷酸二氢铵等副产品,处理后的废水可回用于生产环节,因而磷酸铁废水具有良好的资源化回收价值。本文综述磷酸铁废水处理技术现状,分析磷酸铁废水处理存在的问题,然后提出磷酸铁废水零排放处理技术思路,以实现磷酸铁废水的资源化利用,保护生态环境。

磷酸铁废水资源回收工程实例

针对某新能源企业磷酸铁废水杂质离子多、氨氮和总磷浓度高等特点,设计采用氨水沉淀除杂-膜分离-MVR蒸发分盐结晶组合工艺进行资源化回收,回收回用水和废水中的硫酸铵及磷酸一铵。运行结果表明,预处理过程总铁去除率大于99.5%,Mn^(2+)去除率大于99%,膜浓水的硫酸铵质量浓度大于160000 mg/L,副产品硫酸铵质量符合GB/T 535—2020《肥料级硫酸铵》中Ⅰ型指标要求,磷酸一铵质量符合GB/T 10205—2009《磷酸一铵、磷酸二铵》中粉末磷酸一铵传统法一等品指标要求,每吨废水资源化回收处理净收益约为9.8元。

高比表面积羟基磷灰石的制备及其在磷酸铁废水除氟中的应用

为提高羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)对氟离子的吸附效率,采用化学沉淀法,通过优化反应温度、Ca/P摩尔比、陈化时间等合成条件制备高比表面积HAP,通过FTIR、XRD、XPS、SEM和BET等对合成的HAP进行表征,并评价HAP对模拟废水中氟离子的吸附性能。结果表明:HAP的最优制备条件为反应温度20℃、Ca/P摩尔比1.6、陈化时间24 h,所制备的HAP比表面积达108.0 m^(2)/g;HAP对氟离子的吸附为自发和吸热过程,符合Langmuir吸附模型,在303 K下氟离子的最大吸附容量为13.53 mg/g,吸附过程符合准二级反应动力学模型;在酸性条件下,HAP的除氟机理为离子交换。磷酸铁废水HAP吸附除氟实验表明,出水氟离子浓度可连续32 h低于1.0 mg/L,体现了较好的除氟效果。研究结果可为高效除氟吸附剂的制备以及磷酸铁废水深度除氟提供一定的指导。

反渗透膜在磷酸铁废水(铵法)中的应用

磷酸铁生产废水包括洗水废水和母液废水,洗水与母液废水都含有大量的高浓度氨氮、硫酸根、磷酸根、重金属离子及无机盐的酸性废水,上述废水除了成分复杂外还有一个显著特点就是TDS高,母液废水TDS可达50000~60000 mg/L,洗水废水TDS可达5000~10000 mg/L,为处理这些废水并实现零排放,需要先进行预处理使其满足反渗透膜系统运行的要求,之后利用反渗透系统进行浓缩和回用,反渗透产水满足回用标准后进行回用,其浓水则进入蒸发结晶系统,蒸发结晶系统利用不同盐分的溶解度区别实现分盐并实现资源回收,其冷凝水则进入反渗透系统进行回收利用。

含铁废水的吸附处理研究

研究了用盐酸改性的粉煤灰对铁的吸附性能 ,并与活性炭进行了比较。试验结果表明 ,用3mol/L的盐酸改性粉煤灰对铁有很好的吸附性能 ,吸附量可达 88mg/g以上 ,对铁的去除率达99 2 % 。

含铁废水色相治理技术探讨

为了解决高浓度含铁废水引起的水体色相变化问题,运用一种高效混凝沉降技术,对初步处理后的钛白粉生产废水进行深度处理中试试验。通过曝气、中和、絮凝、混凝、过滤处理,控制流程中的pH、药剂投加量、絮凝和混凝沉降时间,使废水出水含铁量降至1mg/L以下,达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准要求。在废水含铁浓度降低的同时,COD、氨氮浓度也明显下降。因此,该技术推广至工业实践中是完全可行的。

含铁废水中重金属离子的比浊法分析

研究了铁离子废水中重金属离子（以铅离子含量为标准）的分光光度测定法.采用不同的稳定剂将沉淀稳定在体系中,实验结果表明：在波长为450 nm处,无水乙醇的稳定效果最好,Pb2＋与Fe2＋含量与吸光度都成良好的线性关系,测定的Pb2＋和Fe2＋的质量浓度范围分别为0.25~1.25 ug/mL和1~5 ug/mL.通过各曲线得出含铁废水中重金属离子的含量,其结果与火焰原子吸收光谱法测得的结果基本一致;还研究了稳定剂的影响,测定了Pb2＋回收率,验证了本实验方法的可靠性.

氧化涡流法治理酸性含铁废水

冶金企业,一般采用20～40％稀硫酸酸洗各类钢材,而除去铁锈,其间产生大量酸洗含铁废水(俗称老化液),含有大量Fe^(2+)、Fe(3+)、SO_4^(2-)、H^+以及少量Zn^(2+)PO_4^(3-)等阴阳离子,总铁含量高达70％,治理难度较大。一股企业均采用在废水中加入石灰或纯碱。

木质素处理工业含铁废水的试验研究

探讨了木质素对工业含Fe^(3+)废水的处理情况。试验主要探讨了反应时间,木质素投加量,废水pH,废水中Fe^(3+)质量浓度对Fe^(3+)吸附效果的影响。结果表明,当木质素的投加量为1 g、废水pH为6～7、搅拌时间为50min时,对100 mL Fe^(3+)质量浓度为5 mg/L的废水中Fe^(3+)的吸附效果较好,Fe^(3+)去除率达到98.19%,剩余Fe^(3+)质量浓度为0.090 7 mg/L,处理效果达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中最高允许排放质量浓度(≤0.1 mg/L)要求。

离心脱水机联合重型带式压滤机在含铁废水处理产泥脱水中的应用

在含铁废水处理工程中,含铁化学污泥脱水困难是该类废水处理工程中公认的一大难题。为寻求一种择优含铁化学污泥脱水工艺,笔者通过分析含铁废水处理后产生的污泥所含成分及脱水性,对实际案例中各类脱水工艺优缺点进行比较,最终在实际工程中采用离心脱水机预浓缩联合重型带式压滤机对该类污泥进行脱水,在不对污泥进行调理调质的情况下,做到干泥含水率达到73%以下,这为含铁化学污泥脱水提出一条新的工艺路线。

不同镁源对磷酸铁废水生成鸟粪石的效能

采用正交试验和单因素优化的方法,以海水、盐卤和工业氧化镁替代传统商业镁源,对磷酸铁废水中的磷生成鸟粪石(Struvite)的不同效能、鸟粪石的组分、影响因素及其条件的优化进行了比较分析。结果表明:以海水为镁源,在最佳反应pH=10、n(Mg)/n(P)=1.2、搅拌速度=200 r/min、反应时间=20 min时磷的去除率为93.2%,生成的鸟粪石纯度和产量分别为76.8%和522.5 g/m^(3),单位量Mg^(2+)(1 g)获得的鸟粪石量为4.6 g;以工业MgO为镁源,在最佳反应条件pH=7、n(Mg)/n(P)=1.4、搅拌速度=250 r/min、反应时间=1 h时磷去除率达98.0%,生成的鸟粪石纯度和产量分别为78.0%和633.0 g/m^(3),单位量Mg^(2+)(1 g)获得的鸟粪石量为5.0 g;盐卤被认为是本研究最优镁源,在最佳反应pH=10、n(Mg)/n(P)=1.4、搅拌速度=200 r/min、反应时间=30 min时,磷去除率达96.7%,生成的鸟粪石纯度和产量最高,为93.0%和674.2 g/m^(3),单位量Mg^(2+)获得的鸟粪石量也最大,为5.1 g。综合对比,3种镁源中盐卤效果最佳,可作为最优镁源。

磷酸铁废水处理工艺研究

本文详细介绍了磷酸铁废水处理的整个工艺流程。采用“前处理+锰砂过滤+超滤+反渗透+MVR蒸发”工艺处理磷酸铁废水,不仅可以得到电导率≤5μS/cm的纯水供业主循环使用,而且可以得到符合国家一级标准的副产硫酸铵和符合企业标准的碱式磷酸铁。

都匀市菠萝冲煤矿酸性高铁煤矿废水污染治理研究

都匀市剑江河上游的杨柳街地区煤窑排放大量的酸性废水,污染了当地农田,破坏了生态环境。2008年7月,都匀市菠萝冲煤矿安装了酸性水处理装置,但处理不佳,由于运行成本过高,难以实现稳定达标排放。针对该矿安装的该处理装置,对其不稳定原因进行分析,并对改进酸性废水处理的方式进行探讨。

高浓度铁离子废水处理工程设计

以宁波某工业园区高浓度铁离子废水处理厂工程为例,介绍了通过小试确定采用隔油沉淀—一级中和沉淀—二级中和沉淀的两级沉淀处理工艺,通过调节pH,当进水总铁大于30 000mg/L时可控制出水总铁≤10mg/L,可达《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010)。同时,总结了设备选型中设备材质、曝气装置、污泥处理系统以及设备防腐、防水等方面的设计要点。

石灰沉降法对含铁、铜废水的处理

研究了石灰乳絮凝沉降法同时去除废水中铁和铜。实验研究了不同操作变量,如溶液pH值,石灰的配比,反应时间等对铁和铜(主要是铁)的去除率的影响。在适宜的操作条件下,废水中的铁和铜去除率高达99%,处理后残液中铁的浓度小于3 mg/L,铜的浓度为0.3 mg/L。

磁性颗粒在钢铁厂废水中的应用

本研究采用化学沉淀法制备磁性颗粒,并探索磁性颗粒对钢铁厂废水的吸附性能以及其再生再利用次数。探讨在不同pH值下、吸附时间及再生次数对磁性颗粒吸附含铁废水的影响,进行实验并确定最佳条件。实验结果显示在p H值7,吸附时间为8分钟时,磁性颗粒对于钢铁厂废水中铁离子的去除率可达到99%以上,磁性颗粒循环再利用次数可达8次。

铁锰矿井废水处理中紫外光-芬顿试剂的应用效能研究

使用紫外光-芬顿试剂对铁锰矿井水进行处理。考察了pH值、H2O2投加量、反应温度、光照时间对紫外光-芬顿试剂处理铁锰矿井废水的影响。结果表明:紫外光-芬顿试剂对铁锰矿井水的处理有良好的处理效果,当pH值为5.5,H2O2的投加量为8mmol/L,反应温度30℃,光照时间为5min时候,Mn2+的去除效率可以达到93%。

含铜铁酸性废水处理硫化氢研究

为了达到以废治废及节约成本的目的,针对硫化沉淀工艺回收酸性废水中的铜不可避免地产生硫化氢气体的问题,进行了含铜铁酸性废水吸收硫化氢气体试验研究。研究结果表明:采用含铜铁酸性废水吸收硫化沉淀系统产生的硫化氢气体,无论在技术上,还是经济上都切实可行;含铜铁酸性废水吸收硫化氢的过程中,Fe^(3+)发挥着主要作用,可有效氧化硫化氢;建议用三级串联含铜铁酸性废水新水吸收硫化氢气体,之后末端增加一级10%氢氧化钠溶液吸收,可保证尾气中的硫化氢全部被吸收完毕。

胺接枝絮凝剂的制备及螯合铁性能的研究

以EDTA可以螯合铁离子为研究思路,在Mannich反应机理的基础上,以聚丙烯酰胺(PAM)、甲醛、亚氨基二乙酸(IDA)为原料,制备了部分胺化接枝型絮凝剂,并对其螯合铁性能进行了研究。通过大量实验考察了絮凝剂合成的最佳条件和螯合铁的最佳条件。在pH9～10,反应物配比PAM∶甲醛∶亚氨基二乙酸=1∶1.1∶0.7,50℃反应3 h合成的絮凝剂接枝率最高,絮凝效果可达92%;用该絮凝剂处理325 g/L的模拟含铁废水,结果表明该絮凝剂具有螯合铁的能力,为除铁研究提供了新的思路和方法。

瓜叶菊对铁离子净化能力的研究

本文针对实验室中产生的含铁废水,利用花卉植物瓜叶菊对Fe2+的富集特性予以净化,并研究了在净化过程中叶绿素含量、过氧化氢酶活性(CAT)和质膜透性的变化.结果表明,瓜叶菊对Fe2+具较强的富集与净化能力,随瓜叶菊对Fe2+富集量的增加,CAT活性下降,质膜透性增大.