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

　　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