本發(fā)明屬于廢水回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含銨磷廢水回收利用系統(tǒng)及方法，回收重金屬和生產(chǎn)磷酸銨鎂緩釋肥。
背景技術(shù)：
金屬表面處理是指在金屬基體材料表面上人工形成一層與基體的機(jī)械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。目前全國(guó)共有規(guī)模以上金屬表面處理及熱處理加工企業(yè)一千多家，行業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入上千億元，金屬表面處理過(guò)程往往包括對(duì)金屬工件表面進(jìn)行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等生產(chǎn)工藝，這些都需要一些特定金屬表面處理劑才能達(dá)到處理效果，目前國(guó)內(nèi)各類金屬表面處理藥劑產(chǎn)量達(dá)到500萬(wàn)噸，其中含氨含磷的酸性清洗藥劑由于其處理效果和處理成本的優(yōu)勢(shì)被行業(yè)普遍使用，每年產(chǎn)生的洗滌廢液基本在200萬(wàn)噸以上。這部分廢液屬于危險(xiǎn)廢棄物，常規(guī)的處理方式就是酸堿中和，去除有害重金屬和水中過(guò)量的磷氨，廢水進(jìn)生化池，廢渣是危險(xiǎn)廢棄物，另行處置。這種處置方法，資源浪費(fèi)，污染嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提供了一種含銨磷廢水回收利用系統(tǒng)及方法，有效解決含銨磷廢水中重金屬離子和銨磷的分離回收問(wèn)題，既能有效回收其中重金屬，又能回收利用其中的銨磷的方法。
本發(fā)明第一方面提供一種含銨磷廢水回收利用系統(tǒng)，包括：
ph調(diào)節(jié)池，用于將含銨磷廢水中鐵、鋁進(jìn)行沉淀，得到懸浮液；
第一固液分離裝置，用于將所述懸浮液進(jìn)行固液分離，得到鐵鋁濾渣和清濾液，所述第一固液分離裝置與ph調(diào)節(jié)池連通；
離子交換裝置，用于將所述清濾液進(jìn)行離子交換吸附，得到第一混合液，所述離子交換裝置與第一固液分離裝置連通；
水解池，用于將第一混合液、氧化鎂和氨水混合水解或者將第一混合液和氧化鎂混合水解，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液，所述水解池與離子交換裝置連通；
第二固液分離裝置，用于將包含磷酸銨鎂的懸浮液進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂，所述第二固液分離裝置與水解池連通。
優(yōu)選地，還包括如下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
1)所述離子交換裝置包括：
一級(jí)離子交換床，用于將清濾液進(jìn)行離子交換，得到第一處理水；
二級(jí)離子交換床，用于將第一處理水進(jìn)行離子交換，得到第二處理水，所述二級(jí)離子交換床與一級(jí)離子交換床連通；
2)所述系統(tǒng)還包括廢水池，所述廢水池與ph調(diào)節(jié)池連通；
3)所述第一固液分離裝置為板框過(guò)濾設(shè)備或帶式過(guò)濾設(shè)備；
4)所述第二固液分離裝置為離心機(jī)。
更優(yōu)選地，特征1)中，一級(jí)離子交換床和二級(jí)離子交換床裝填陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
更優(yōu)選地，特征1)中，所述一級(jí)離子交換床設(shè)有清濾液進(jìn)料口和第一處理水出料口，所述二級(jí)離子交換床設(shè)有第一處理水進(jìn)料口和第二處理水出料口，第一處理水出料口與第一處理水進(jìn)料口連通。
更優(yōu)選地，特征1)中，所述一級(jí)離子交換床設(shè)有解析液進(jìn)料口和再生液出料口，所述二級(jí)離子交換床設(shè)有解析液進(jìn)料口和再生液出料口。
進(jìn)一步更優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括混合容器，所述一級(jí)離子交換床的再生液出料口和二級(jí)離子交換床的再生液出料口分別與混合容器連通。
進(jìn)一步更優(yōu)選地，一級(jí)離子交換床的解析液進(jìn)料口和二級(jí)離子交換床的解析液進(jìn)料口為15-20wt％硫酸進(jìn)料口。
本發(fā)明第二方面提供一種含銨磷廢水回收利用方法，包括如下步驟：
1)調(diào)節(jié)ph：向含銨磷廢水中加入調(diào)節(jié)劑至ph為4.5～5.5，含銨磷廢水中鐵、鋁進(jìn)行沉淀，得到懸浮液；
2)過(guò)濾：將步驟1)得到的懸浮液進(jìn)行固液分離，得到鐵鋁濾渣和清濾液；
濾液中主要為銨、磷、鎂和一些少量的鎳銅鋅等重金屬離子；
3)離子交換：將步驟2)得到的清濾液進(jìn)行重金屬離子吸附，得到第一混合液；
4)水解：將步驟3)得到的第一混合液、氧化鎂和氨水混合水解或者將步驟3)得到的第一混合液和氧化鎂混合水解，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液；
反應(yīng)方程式如下：nh4++mg2++po43-→mgnh4po4↓；
5)過(guò)濾：將步驟4)得到的包含磷酸銨鎂的懸浮液進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂。
所述含銨磷廢水包括0.01～1g/l鎳離子，如0.01～0.052g/l、0.052～0.6g/l或0.6～1g/l；0.01～1g/l銅離子，0.01～0.027g/l、0.027～0.58g/l或0.58～1g/l；0.01～1g/l鋅離子，0.01～0.122g/l或0.122～1g/l；0.01～5g/l鐵離子，0.01～0.046g/l、0.046～2.4g/l或2.4～4.8g/l；0.01～5g/l鋁離子，0.01～0.022g/l、0.022～2.6g/l、2.6～4.5g/l或4.5～5g/l；3～15g/l銨，3～4.55g/l、4.55～10.9g/l、10.9～12.8g/l或12.8～15g/l；10～30g/l磷，10～21.2g/l、21.2～28.1g/l或28.1～30g/l；ph為0～3，如0～0.2、0.2～0.5、0.5～2.5或2.5～3。
優(yōu)選地，還包括如下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
1)步驟1)中，所述調(diào)節(jié)劑為氧化鎂或碳酸鎂，含磷銨廢水一般ph<1，通過(guò)加入調(diào)節(jié)劑調(diào)整ph；
2)步驟1)中，當(dāng)含銨磷廢水中含有fe2+時(shí)，加入氧化劑或進(jìn)行曝氣；優(yōu)選地，加入氧化劑后fe2+＜1mg/l；曝氣量為5～10m3/h；
主要反應(yīng)方程式如下：
4fe2++o2+2h2o+8oh-→4fe(oh)3↓；
al3++3oh-→al(oh)3↓；
3)步驟2)中，采用板框或帶式過(guò)濾設(shè)備進(jìn)行固液分離，清濾液的ss＜20ppm；
4)步驟3)中，采用離子交換床進(jìn)行重金屬離子吸附；
5)步驟4)中，鎂元素、氮元素與磷元素的摩爾比為1～1.5：1：1，控制反應(yīng)原料中鎂元素、氮元素與磷元素的摩爾比，當(dāng)?shù)谝换旌弦褐械啬柋确弦髸r(shí)，可以不加入氨水；
6)步驟4)中，調(diào)節(jié)ph為8～10；
7)步驟4)中，氧化鎂的細(xì)度＞300目；
8)步驟5)中，采用離心機(jī)進(jìn)行固液分離。
更優(yōu)選地，特征4)中，還包括如下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
1)離子交換床使用的樹(shù)脂為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，例如西恩cn27陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、d001陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或d113陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，能夠吸附水中的金屬離子如鎳、銅、鋅等，出水中鎳銅鋅均在0.5mg/l以下；
2)清濾液的流速為3～10bv/h；
3)采用兩級(jí)離子交換床進(jìn)行重金屬離子吸附；
4)當(dāng)吸附重金屬離子后的第一混合溶液中金屬離子濃度＞0.5mg/l時(shí)，用硫酸作為樹(shù)脂解析液，硫酸的濃度為15～20％，使用量為1.5～2bv，得到硫酸鎳、銅、鋅回收溶液。
本發(fā)明公開(kāi)了一種含銨磷廢水的回收利用系統(tǒng)及方法，含銨磷廢水依次經(jīng)過(guò)ph調(diào)節(jié)，過(guò)濾，離子交換吸附和氧化鎂沉淀工序，富集回收銨磷廢水中的鎳銅鋅等重金屬離子，溶液中的銨磷則以磷酸銨鎂的方式沉淀出來(lái)，本發(fā)明可以從含銨磷廢水中有效分離出重金屬富集液和磷酸銨鎂，從而達(dá)到回收利用其中的有價(jià)重金屬和廢水中銨磷的目的，使得該廢液得到資源化利用。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的含銨磷廢水回收利用系統(tǒng)。
附圖標(biāo)記：
1-ph調(diào)節(jié)池；
2-第一固液分離裝置；
3-離子交換裝置；31-一級(jí)離子交換床；32-二級(jí)離子交換床；
4-水解池；
5-第二固液分離裝置；
6-廢水池；
7-混合容器。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解，本發(fā)明提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟；還應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。而且，除非另有說(shuō)明，各方法步驟的編號(hào)僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
一種含銨磷廢水回收利用系統(tǒng)，如圖1所示，包括：
ph調(diào)節(jié)池1，用于將含銨磷廢水中鐵、鋁進(jìn)行沉淀，得到懸浮液；
第一固液分離裝置2，用于將所述懸浮液進(jìn)行固液分離，得到鐵鋁濾渣和清濾液，所述第一固液分離裝置2與ph調(diào)節(jié)池1連通；
離子交換裝置3，用于將所述清濾液進(jìn)行離子交換吸附，得到第一混合液，所述離子交換裝置3與第一固液分離裝置2連通；
水解池4，用于將第一混合液、氧化鎂和氨水混合水解或第一混合液和氧化鎂混合水解，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液，所述水解池4與離子交換裝置3連通；
第二固液分離裝置5，用于將包含磷酸銨鎂的懸浮液進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂，所述第二固液分離裝置5與水解池4連通。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括如下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：
1)所述離子交換裝置3包括：
一級(jí)離子交換床31，用于將清濾液進(jìn)行離子交換，得到第一處理水；
二級(jí)離子交換床32，用于將第一處理水進(jìn)行離子交換，得到第二處理水，所述二級(jí)離子交換床32與一級(jí)離子交換床31連通；
2)所述系統(tǒng)還包括廢水池6，所述廢水池與ph調(diào)節(jié)池1連通；
3)所述第一固液分離裝置2為板框過(guò)濾設(shè)備或帶式過(guò)濾設(shè)備；
4)所述第二固液分離裝置5為離心機(jī)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，特征1)中，一級(jí)離子交換床31和二級(jí)離子交換床32裝填陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，特征1)中，所述一級(jí)離子交換床31設(shè)有清濾液進(jìn)料口和第一處理水出料口，所述二級(jí)離子交換床32設(shè)有第一處理水進(jìn)料口和第二處理水出料口，第一處理水出料口與第一處理水進(jìn)料口連通。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，特征1)中，所述一級(jí)離子交換床31設(shè)有解析液進(jìn)料口和再生液出料口，所述二級(jí)離子交換床32設(shè)有解析液進(jìn)料口和再生液出料口。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括混合容器7，所述一級(jí)離子交換床31的再生液出料口和二級(jí)離子交換床32的再生液出料口分別與混合容器7連通。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，一級(jí)離子交換床31的解析液進(jìn)料口和二級(jí)離子交換床32的解析液進(jìn)料口為15～20wt％硫酸進(jìn)料口。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：
實(shí)施例1
一種含銨磷廢水，其中含鎳0.052g/l，銅0.027g/l，鋅0.122g/l，鐵(fe2+)0.046g/l，鋁0.022g/l，銨4.55g/l，磷10.91g/l，ph為0.5。
取該含銨磷廢水10l，加入30％雙氧水1ml，加入氧化鎂7g調(diào)節(jié)ph至5.2，所得懸浮液經(jīng)過(guò)濾后得到濾餅6g，其中含鐵0.455g，含鋁0.218g，得清濾液10l，ss＜20ppm，其中含鎳0.052g/l，銅0.027g/l，鋅0.122g/l，鐵0.001g/l，鋁0.002g/l，銨4.55g/l，磷10.91g/l，鎂0.42g/l，ph5.2。清濾液經(jīng)兩級(jí)離子交換床吸附得到第一混合液，離子交換床使用的樹(shù)脂為西恩cn27陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，控制清濾液流速在3-5bv/h，出水中鎳銅鋅鐵鋁均＜0.0005g/l，向第一混合液中加入充氧化鎂150g，20％氨水93ml，ph為8.8，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液，然后使用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂沉淀物568g，其中含鎂15.1％，含磷18.8％，含氮8.83％，含水10％。磷回收＞97％，氮回收＞93％。
實(shí)施例2
一種含銨磷廢水，其中含鎳0.93g/l，銅0.01g/l，鋅0.012g/l，鐵(fe2+)4.8g/l，鋁4.5g/l，銨12.8g/l，磷21.2g/l，ph為0.2。
取該含銨磷廢水10l，進(jìn)行曝氣，曝氣量為5m3/h，加入碳酸鎂325g調(diào)節(jié)ph至5.5，所得懸浮液經(jīng)過(guò)濾后得到濾餅628.5g，其中含鐵47.55g，含鋁44.55g，得清濾液9.5l，ss＜20ppm，其中含鎳0.93g/l，銅0.01g/l，鋅0.012g/l，鐵0.001g/l，鋁0.002g/l，銨12.8g/l，磷21.2g/l，鎂9.01g/l，ph5.0。清濾液經(jīng)兩級(jí)離子交換床吸附得到第一混合液，離子交換床使用的樹(shù)脂為d001陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，控制清濾液流速在8-10bv/h，出水中鎳銅鋅鐵鋁均＜0.0005g/l，向第一混合液中加入氧化鎂131g，ph為8，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液，然后使用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂沉淀物1078g，其中含鎂15.2％，含磷18.7％，含氮8.78％，含水11％。磷回收為95％，氮回收為88％。
實(shí)施例3
一種含銨磷廢水，其中含鎳0.59g/l，銅0.58g/l，鋅0.9g/l，鐵(fe2+)2.4g/l，鋁2.6g/l，銨10.9g/l，磷28.1g/l，ph為2.5。
取該含銨磷廢水10l，加入30％雙氧水5ml，加入氧化鎂85g調(diào)節(jié)ph至5.2，所得懸浮液經(jīng)過(guò)濾后得到濾餅320.2g，其中含鐵23.83g，含鋁25.61g，得清濾液9.8l，ss＜20ppm，其中含鎳0.59g/l，銅0.58g/l，鋅0.9g/l，鐵0.001g/l，鋁0.002g/l，銨10.9g/l，磷28.1g/l，鎂4.98g/l，ph5.2。清濾液經(jīng)兩級(jí)離子交換床吸附得到第一混合液，離子交換床使用的樹(shù)脂為d113陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，控制清濾液流速在7-9bv/h，出水中鎳銅鋅鐵鋁均＜0.0005g/l，向第一混合液中加入氧化鎂305g，ph為10，得到包含磷酸銨鎂的懸浮液，然后使用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到磷酸銨鎂沉淀物1488.5g，其中含鎂15.5％，含磷18.5％，含氮8.8％，含水10％。磷回收為97.9％，氮回收為93.4％。