[发明专利]一种生产磷酸法活性炭的含磷废水回收利用方法

说明书

本发明提供一种生产磷酸法活性炭的含磷废水回收利用方法，属于含磷废水资源回收技术领域；其方法是将含磷废水收集后经多级净化、浓缩，得到高浓度含磷水和净化后的工业用水，高浓度含磷水与硫酸钙滤饼经沉淀反应生产磷酸氢钙沉淀，再经浓硫酸置换反应、过滤，滤液即为得到高纯度磷酸，硫酸钙滤饼经洗涤循环回用，梯度洗涤水再次配磷酸氢钙浆料进行循环回用。本发明具有高效回收含磷废水中磷资源和工业用水，工业化操作简单有效，生产成本低，容易工业化推广。

技术领域

本发明属于含磷废水资源回收技术领域，具体涉及一种生产磷酸法活性炭的含磷废水回收利用方法。

背景技术

磷资源在农业、化工、医药、食品等领域有着广泛的应用。磷资源主要来源于人类开采利用的磷矿，磷矿是一种不可再生的重要矿产资源，其最重要的用途是生产磷肥。磷资源的可持续开发与利用，这关系到全球粮食安全及人类社会的可持续发展。目前，国内外对含磷废水的处理有以下两种技术。(1)化学法除磷，主要有化学混凝沉淀法、吸附法、结晶法，主要适合处理无机含磷废水，其中沉淀法与结晶法可以处理高浓度含磷水，但是污泥产量大，处理成本高。(2)生物法除磷，利用聚磷菌的微生物的作用，通过细胞合成将磷吸收到污泥生物细胞中，主要适合处理低浓度及有机含磷废水。以上两种技术都会产生大量污泥，属于固体废物，污泥中的磷资源很难回收再利用。

目前含磷废水的处理技术存在如下缺点∶(1)含磷废水的处理的药剂使用量大，产生大量固体废物污泥，难以回收利用磷资源；(2)含磷废水的处理不能实现废水的“零排放”或减少排放。

发明内容

本发明的目的是要提供一种生产磷酸法活性炭的含磷废水回收利用方法，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种生产磷酸法活性炭的含磷废水回收利用方法，包括以下步骤：

1)净化浓缩含磷废水：磷酸法活性炭生产外排的含磷水经收集、调pH、初级过滤、换热、砂滤、软化、精密过滤、浓缩，得到净化的高浓度浓缩液，以及净化的透析液；

2)制备高纯度磷酸氢钙：将步骤1)中高浓度浓缩液与硫酸钙滤饼置于沉淀反应釜进行沉淀反应，持续搅拌，期间采用液碱调节pH，使磷酸根完全转化为磷酸氢钙，接着进行过滤、滤饼洗涤，得到净化后的高纯度磷酸氢钙滤饼。

3)制备回收磷酸：将步骤2)中磷酸氢钙滤饼与工业浓硫酸按照预设质量比在含有底水的反应釜中进行置换反应，然后静置、降温、过滤，得到滤液为纯度90％以上的磷酸，滤饼硫酸钙经梯度洗涤后循环回用，洗涤水作为磷酸氢钙滤饼的底水循环使用。

进一步的，步骤1)中含磷水来自于磷酸法活性炭的洗涤排水，不含有焦油、油脂类大分子有机物。

进一步的，步骤1)中初级过滤主要用于截留水体中的磷酸法活性炭粉末；含磷水经清水换热得到温度45℃以内，清水回用于生产洗涤用水。

进一步的，步骤1)中采用工业氢氧化钠溶液自动调节pH为3～7；软化采用钠离子转型离子交换树脂，软化后含磷水中添加无机磷阻垢剂；精密过滤采用过滤精度2um以内的超滤过滤器。

进一步的，所述无机磷阻垢剂为多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种；无机磷阻垢剂的用量占总含磷水量的10～100ppm。

进一步的，步骤1)中浓缩采用反渗透膜，具有截留磷酸根的作用，浓缩液中磷酸根含量为2％～10％，透析液作为工业水回用于磷酸法活性炭的梯度洗涤。

进一步的，步骤2)沉淀反应采用液碱在30～60min调节pH至9～11， pH调好后再反应2～4h，在50～80℃下洗涤滤饼至滤水的电导率2000us/cm 以内。

进一步的，每次沉淀反应补加硫酸钙，补加量占硫酸钙滤饼中CaSO₄总量的2～5％。