具体实施方式

对照附图1，钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，其结构包括预处理系统PTS、膜浓缩净化系统MCPS、蒸发结晶系统MVRS；其中洗水WW接至预处理系统PTS的进水口，预处理系统PTS的出泥口送出泥饼SC，预处理系统PTS的出水口送出预处理系统出水PTO至膜浓缩净化系统MCPS的1#进水口；膜浓缩净化系统MCPS的出水口送出纯水PW，膜浓缩净化系统MCPS的浓水出口送出回流浓水BCW至预处理系统PTS的回流水进口，膜浓缩净化系统MCPS的出液口送出膜浓缩净化系统出液MSO至蒸发结晶系统MVRS的进液口，蒸发结晶系统MVRS的出水口送出冷凝水CLW至膜浓缩净化系统MCPS的2#进水口，蒸发结晶系统MVRS的出盐口送出元明粉SSDH；钠法磷酸铁生产洗水资源化处理装置，首先利用预处理系统去除洗水中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；然后利用膜浓缩净化系统对预处理出水中的硫酸钠进行浓缩，并净化出纯水回用；最后利用蒸发结晶系统离心分离出元明粉；实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

对照附图2，预处理系统PTS，其结构包括洗水箱WWT、一级反应池RT₁、一级沉淀池ST₁、二级反应池RT₂、二级沉淀池ST₂、浸没式超滤装置SUF、中间水箱MT、弱酸树脂交换床WACB、氢氧化钠与除磷剂投加装置D₁₁、氢氧化钠投加装置D₁₂、硫酸投加装置D₁₃、树脂再生加药装置D₁₄、污泥浓缩池SCT、压滤机PF、压滤液池FLT、提升泵P₁₁、抽吸泵P₁₂、增压泵P₁₃、反洗泵P₁₄、污泥泵P₁₅、压滤液回流泵P₁₆、反洗风机B；其中洗水WW接至洗水箱WWT的进水口，洗水箱WWT的出水口通过提升泵P₁₁与一级反应池RT₁的进水口相接，氢氧化钠与除磷剂投加装置D₁₁的出药口接至一级反应池RT₁的进药口，一级反应池RT₁的出水口接至一级沉淀池ST₁的进水口，一级沉淀池ST₁的出水口接至二级反应池RT₂的进水口，氢氧化钠投加装置D₁₂的出药口接至二级反应池RT₂的进药口，二级反应池RT₂的出水口接至二级沉淀池ST₂的进水口，二级沉淀池ST₂的出水口接至浸没式超滤装置SUF的进水口，硫酸投加装置D₁₃的出药口也接至浸没式超滤装置SUF的进水口，浸没式超滤装置SUF的出水口通过抽吸泵P₁₂与中间水箱MT的1#进水口，回流浓水BCW接至中间水箱MT的2#进水口，中间水箱MT的1#出水口通过反洗泵P₁₄与浸没式超滤装置SUF的反洗水进水口相接，反洗风机B的出风口接至浸没式超滤装置SUF的反洗进风口；浸没式超滤装置SUF的反洗排水口、一级沉淀池ST₁与二级沉淀池ST₂的排呢口都接至污泥浓缩池SCT的进泥口，污泥浓缩池SCT的出泥口通过污泥泵P₁₅与压滤机PF的进泥口相接，压滤机PF的排泥口送出泥饼SC，压滤机PF的压滤液出口接至压滤液池FLT的1#进水口，压滤液池FLT的出水口通过压滤液回流泵P₁₆与洗水箱WWT的回流水进口相接；中间水箱MT的2#出水口通过增压泵P₁₃与弱酸树脂交换床WACB的进水口相接，树脂再生加药装置D₁₄的出药口接至弱酸树脂交换床WACB的再生进药口，弱酸树脂交换床WACB的再生排水口接至压滤液池FLT的2#进水口，弱酸树脂交换床WACB的出水口送出预处理系统出水PTO；通过预处理系统，具体是先通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的pH值从2.0～3.5调节到5.0～6.0，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将pH值调节到8.0～9.5，利用二级沉淀池除去重金属离子，通过投加50％的硫酸将pH值回调到6.5～7.5，经过膜孔径≤50nm的浸没式超滤过滤，有效滤除废液中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；浸没式超滤装置每30～90分钟自动进行一次30～90秒的气水联合反洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；沉淀污泥与反洗排水压滤出泥饼外运处置。

对照附图3，膜浓缩净化系统MCPS，其结构包括一级阻垢剂投加装置D₂₁、浓水阻垢剂投加装置D₂₂、一级保安过滤器SAF₁、一级反渗透装置RO₁、一级反渗透浓水箱CWT₁、浓水保安过滤器SAF_C、超高压反渗透装置UHPRO、超高压反渗透浓水箱CWT₂、一级反渗透产水箱PWT₁、二级保安过滤器SAF₂、二级反渗透装置RO₂、二级反渗透产水箱PWT₂、三级保安过滤器SAF₃、电去离子装置EDI、纯水箱PWT₃、一级高压泵P₂₁、浓水增压泵P₂₂、高压柱塞泵P₂₃、供液泵P₂₄、二级增压泵P₂₅、二级高压泵P₂₆、三级增压泵P₂₇、纯水输送泵P₂₈；其中预处理系统出水PTO接至一级保安过滤器SAF₁的进水口，一级阻垢剂投加装置D₂₁的出药口也接至一级保安过滤器SAF₁的进水口，一级保安过滤器SAF₁的出水口通过一级高压泵P₂₁与一级反渗透装置RO₁的进水口相接，一级反渗透装置RO₁的浓水出口接至一级反渗透浓水箱CWT₁的进水口，一级反渗透浓水箱CWT₁的出水口通过浓水增压泵P₂₂与浓水保安过滤器SAF_C的进水口相接，浓水阻垢剂投加装置D₂₂的出药口也接至浓水保安过滤器SAF_C的进水口，浓水保安过滤器SAF_C的出水口通过高压柱塞泵P₂₃与超高压反渗透装置UHPRO的进水口相接，超高压反渗透装置UHPRO的浓水出口接至超高压反渗透浓水箱CWT₂的进水口，超高压反渗透浓水箱CWT₂的出水口通过供液泵P₂₄送出膜浓缩净化系统出水MSO；一级反渗透装置RO₁的产水出口与超高压反渗透装置UHPRO的产水出口接至一级反渗透产水箱PWT₁的1#进水口，冷凝水CLW接至一级反渗透产水箱PWT₁的2#进水口，一级反渗透产水箱PWT₁的出水口通过二级增压泵P₂₅与二级保安过滤器SAF₂的进水口相接，二级保安过滤器SAF₂的出水口通过二级高压泵P₂₆与二级反渗透装置RO₂的进水口相接，二级反渗透装置RO₂的产水出口接至二级反渗透产水箱PWT₂的进水口，二级反渗透产水箱PWT₂的出水口通过三级增压泵P₂₇与三级保安过滤器SAF₃的进水口相接，三级保安过滤器SAF₃的出水口接至电去离子装置EDI的进水口，电去离子装置EDI的纯水出口接至纯水箱PWT₃的进水口，纯水箱PWT₃的出水口通过纯水输送泵P₂₈送出纯水PW；二级反渗透装置RO₂的浓水出口与电去离子装置EDI的浓水出口送出回流浓水BCW；通过膜浓缩净化系统，具体是针对TDS浓度为4000～8000mg/L的预处理出水，利用一级反渗透的6～8倍与超高压反渗透2～4倍的两级浓缩，将其浓水的TDS浓度浓缩到120～180g/L，硫酸钠浓度为12～18％；同时利用一级反渗透98％以上的脱盐率、二级反渗透90％以上的脱盐率与电去离子装置90％以上的脱盐率构成的三级净化，产出TDS浓度≤0.2mg/L的纯水。

对照附图4，蒸发结晶系统MVRS，其结构包括预热器PHE、1#换热器CHE₁、蒸发器EVE、2#换热器CHE₂、结晶分离器CSE、冷凝水箱CLWT、蒸汽压缩机SPE、稠厚器CE、离心分离机CFE、离心母液罐CMLT、输送泵P₃₁、出料泵P₃₂、1#循环泵P₃₃、2#循环泵P₃₄、冷凝水泵P₃₅、母液泵P₃₆；其中膜浓缩系统出水MSO接至预热器PHE的进液口，预热器PHE的出液口接至1#换热器CHE₁的进液口，1#换热器CHE₁的出液口接至蒸发器EVE的进液口，蒸发器EVE的循环液出口通过1#循环泵P₃₃与1#换热器CHE₁的循环液进口相接，蒸发器EVE的出液口通过输送泵P₃₁与2#换热器CHE₂的进液口相接，2#换热器CHE₂的出液口接至结晶分离器CSE的进液口，结晶分离器CSE的循环液出口通过2#循环泵P₃₄与2#换热器CHE₂的循环液进口相接；蒸发器EVE的蒸汽出口与结晶分离器CSE的蒸汽出口接至蒸汽压缩机SPE的蒸汽进口，蒸汽压缩机SPE的高压蒸汽出口接至1#换热器CHE₁的蒸汽进口与2#换热器CHE₂的蒸汽进口；1#换热器CHE₁的冷凝水出口与2#换热器CHE₂的冷凝水出口接至冷凝水箱CLWT的进水口，冷凝水箱CLWT的出水口通过冷凝水泵P₃₅与预热器PHE的热水进口相接，预热器PHE的热水出口送出冷凝水CLW；结晶分离器CSE的出料口通过出料泵P₃₂与稠厚器CE的进料口相接，稠厚器CE的出料口接至离心分离机CFE的进料口，离心分离机CFE的出盐口送出元明粉SSDH；离心分离机CFE的滤液出口接至离心母液罐CMLT的进液口，离心母液罐CMLT的出液口通过母液泵P₃₆也接至2#换热器CHE₂的循环液进口；通过蒸发结晶系统，具体是针对膜浓缩液中的浓度为12～18％的硫酸钠，利用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩在90～100℃，先通过强制循环换热蒸发浓缩，再通过强制循环换热结晶分离出99％的元明粉，冷凝水对进液进行预热后送回膜浓缩净化系统再进行深度净化，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

钠法磷酸铁生产洗水资源化处理方法，包括如下步骤：

1)通过预处理系统，对钠法磷酸铁生产产生的洗水进行反应、沉淀、过滤，去除氧化母液中的磷酸根离子、重金属离子与悬浮物；

2)通过膜浓缩净化系统，将预处理出水的TDS浓缩到120～180g/L的浓水，同时产出TDS≤0.2mg/L的纯水。

3)通过蒸发结晶系统，将膜浓缩液中的硫酸钠蒸发结晶出99％的元明粉，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

所述步骤1)通过预处理系统，具体是先通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的pH值从2.0～3.5调节到5.0～6.0，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将pH值调节到8.0～9.5，利用二级沉淀池除去重金属离子，通过投加50％的硫酸将pH值回调到6.5～7.5，经过膜孔径≤50nm的浸没式超滤过滤，有效滤除废液中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出液的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；浸没式超滤装置每30～90分钟自动进行一次30～90秒的气水联合反洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；沉淀污泥与反洗排水压滤出泥饼外运处置。

所述步骤2)通过膜浓缩净化系统，具体是针对TDS浓度为4000～8000mg/L的预处理出水，利用一级反渗透的6～8倍与超高压反渗透2～4倍的两级浓缩，将其浓水的TDS浓度浓缩到120～180g/L，硫酸钠浓度为12～18％；同时利用一级反渗透98％以上的脱盐率、二级反渗透90％以上的脱盐率与电去离子装置90％以上的脱盐率构成的三级净化，产出TDS浓度≤0.2mg/L的纯水。

所述步骤3)通过蒸发结晶系统，具体是针对膜浓缩液中的浓度为12～18％的硫酸钠，利用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩在90～100℃，先通过强制循环换热蒸发浓缩，再通过强制循环换热结晶分离出99％的元明粉，冷凝水对进液进行预热后送回膜浓缩净化系统再进行深度净化，最终实现钠法磷酸铁生产洗水资源化处理的目的。

实施例

某集团公司年产磷酸铁5万吨，磷酸铁生产采用钠法工艺，先利用硫酸亚铁加双氧水将二价铁氧化为三价铁，再与磷酸反应，通过投加氢氧化钠来控制反应的pH值，合成磷酸铁，通过磷酸进行老化。在磷酸铁的生产过程中产生三类废水，其一为含有大量硫酸钠、少量重金属离子与磷酸根离子的氧化母液，其二为含有大量稀磷酸、少量重金属离子、悬浮物与硫酸钠的老化母液，其三为大量的含有重金属离子、磷酸根离子、硫酸钠的低浓度洗水。本实施例专门针对洗水含有重金属离子、磷酸根离子、硫酸钠的特点，设计一套钠法磷酸铁生产洗水资源化处理系统，有效回收洗水中的元明粉与纯水。

1.设计洗水成分与废水量

钠法磷酸铁生产洗水的水质如下(其中pH无单位)：

钠法磷酸铁生产洗水的废水量为280T/H。

2.工艺流程

2.1工艺流程

工艺流程见附图5钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的工艺流程图。

2.2流程说明

钠法磷酸铁生产产生的洗水进入洗水箱，经过提升泵打入一级反应池、一级沉淀池，通过投加30％氢氧化钠与10％的除磷剂在一级反应池，将洗水的pH值从2.7调节到5.5±0.2，利用一级沉淀池除去磷酸根离子，出液进入二级反应池、二级沉淀池，再通过投加30％的氢氧化钠在二级反应池，将pH值调节到9.0±0.2，利用二级沉淀池除去重金属离子，出水进入浸没式超滤池，通过投加50％的硫酸将pH值回调到7.0±0.2，经过膜孔径≤50nm的PVDF浸没式超滤膜抽吸过滤，有效滤除废水中剩余的细小磷酸铁与金属氢氧化物晶体与悬浮物，将预处理出水的悬浮物浓度控制在≤0.1mg/L；浸没式超滤装置每60分钟自动进行一次1分钟的气水联合反洗，并于6个月手动进行一次化学清洗，以维持浸没式超滤的长期稳定运行；浸没式超滤反洗排液、一级沉淀池与二级沉淀池排泥进入污泥浓缩池，经过污泥泵加压打入板框压滤机进行污泥脱水，泥饼外运处置，压滤液经过压滤液箱、压滤液回流泵送回洗水箱重新处理；浸没式超滤出水进入中间水箱，通过增压泵打入一级保安过滤器，并通过投加阻垢剂保护反渗透膜，再经一级高压泵打入一级反渗透进行一级浓缩与净化，一级反渗透浓水依次经过一级反渗透浓水箱、增压泵浓水保安过滤器、高压柱塞泵打入120kg级的超高压反渗透膜组，将浓水中TDS浓缩到15.2％，再经过蒸发结晶分离出99％的元明粉；一级反渗透产水与超高压反渗透产水以及蒸发结晶冷凝水依次通过一级反渗透产水箱、二级增压泵、二级保安过滤器、二级高压泵打入二级反渗透，进行二级净化，二级反渗透产水依次通过二级反渗透产水箱、三级增压泵、三级保安过滤器进入电去离子装置，进行三级净化，产出TDS≤0.2mg/L的纯水；二级反渗透浓水与电去离子浓水返回一级反渗透进水重新处理。

3.水质水量平衡

钠法磷酸铁生产洗水处理系统的水质水量平衡见附图6钠法磷酸铁生产洗水资源化处理实施例的水质水量平衡图。

4.系统主要设备