反渗透膜法处理磷酸铁生产废水的零排放工艺研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0531

摘要/Abstract

摘要：

以硫酸亚铁为原料生产电池级磷酸铁过程中产生大量的含硫酸根、磷酸根、钠离子的废水。为减少废水排放并使之得到循环利用,采用反渗透膜技术对中试生产电池级磷酸铁的废水处理进行了零排放设计和实验研究,考察了进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对硫酸根和磷酸根的截留率、膜通量和产水率的影响。实验结果表明所采用的反渗透膜对硫酸根、磷酸根的截留率达99.15%以上,进水压力、进水浓度、温度、pH等因素对截留率影响较小,但对膜通量和产水率影响较大。截留率随着进水压力的增加略有增加,随进水浓度增加和温度的升高而略有减小,膜通量和产水率随进水压力和温度的升高而增大,随进水浓度的增大而减小,pH=6.5时截留率、膜通量和产水率最高。同时采用生产废水制备了硫酸钙晶须,实现了废水零排放。

关键词: 磷酸铁, 废水, 反渗透膜, 硫酸钙晶须, 制备

Abstract:

In the process of producing battery grade iron phosphate with ferrous sulfate as raw material,a large amount of waste water containing SO₄^2-,PO₄^3- and Na⁺ is produced.In order to reduce the waste water discharge and recycle them,the reverse osmosis membrane process design and experimental study were carried out for a zero-discharge waste water of the pilot produc-tion of battery grade iron phosphate.The effect of input pressure,feed concentration,temperature and pH value on the retent-ion rate of SO₄^2- and PO₄^3-,membrane flux and water yield were investigated.Experimental results showed that the retention rate of SO₄^2- and PO₄^3- by the reverse osmosis membrane was over 99.15%.The input pressure,feed concentration,temperature and pH value had little influence on the retention rate,but showed great influence on the membrane flux and water yield.The retention rate increased slightly with the increase of input pressure and decreased slightly with the increase of feed concentration and temperature.The membrane flux and water yield increased with the increase of input pressure and temperature,and decreased with the increase of feed concentration.The interception rate,membrane flux and water yield were highest at pH=6.5.The calcium sulfate whisker was also prepared from the wastewater,and the zero discharge of waste water was realized.

Key words: iron phosphate, wastewater, reverse osmosis membrane, calcium sulphate wisher, preparation

中图分类号:

TQ138.11

刘茂举,龚福忠,铁云飞,李艳琳. 反渗透膜法处理磷酸铁生产废水的零排放工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(8): 101-105.

Liu maoju,Gong Fuzhong,Tie Yunfei,Li Yanlin. Study on reverse osmosis membrane process with zero-discharge for treating of wastewater from iron phosphate production[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2021, 53(8): 101-105.

图/表 10

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表1

图8

图9

参考文献 14

[1]	郭举. 膜分离技术处理磷酸铁生产废水实验研究[J]. 云南化工, 2019, 46(2):14-17.
[2]	李雅, 刘晨明, 刘凤梅, 等. 分步沉淀法去除磷酸铁生产废水中的磷酸根和硫酸根[J]. 化工环保, 2018, 38(4):413-417.
[3]	倪国强, 解田, 胡宏, 等. 反渗透技术在水处理中的应用进展[J]. 化工技术与开发, 2012, 41(10):23-27.
[4]	李红果, 李天祥, 朱静, 等. 膜分离处理工业废水研究进展[J]. 应用化工, 2018, 47(12):2739-2743.
[5]	徐德志, 相波, 邵建颖, 等. 膜技术在工业废水处理中的应用研究进展[J]. 工业水处理, 2006, 26(4):1-4.
[6]	彭文博, 李腾飞, 白祖国, 等. 膜技术在含钴浓盐水资源化中应用[J]. 无机盐工业, 2020, 52(5):65-67.
[7]	林波, 刘喆, 刘逸. 新型高通量复合纳滤膜的制备及其性能研究[J]. 水处理技术, 2020, 46(6):15-19.
[8]	汪勉, 朱新建, 胡远远, 等. 高盐废水的反渗透膜污染与膜清洗实验研究[J]. 应用化工, 2019, 48(6):1392-1396.
[9]	陈伟山, 李建军, 杨彦虎, 等. 反渗透工艺处理工业废水的影响因素研究[J]. 铀矿冶, 2018, 37(1):42-46.
[10]	隋岩峰, 刘松林, 杨帆. 反渗透膜处理磷肥废水的实验研究[J]. 应用化工, 2019, 48(4):823-826.
[11]	高晓琪, 俞开昌, 王小毛. 疏松型纳滤膜对饮用水中无机阳离子的截留特性及分离选择性[J]. 环境科学学报, 2020, 40(8):2700-2707.
[12]	王艾文, 陈德玉, 黄滔. 磷石膏常压无氯盐溶液法制备硫酸钙晶须[J]. 非金属矿, 2020, 43(4):84-87.
[13]	雅思, 李茂刚, 罗康碧, 等. 硫酸钙晶须改性及其对纸张性能的影响研究[J]. 非金属矿, 2018, 41(5):28-30.
[14]	吕智慧, 乃学瑛, 董亚萍, 等. 一步常压酸化法制备无水硫酸钙晶须[J]. 无机盐工业, 2017, 49(1):22-24.

水样编号	进水电导率/ （mS·cm^-1）	清水电导率/ （mS·cm^-1）	膜通量/ （L·m^-2·h^-1）	膜通量恢复率/%	截留率/ %	截留率恢复率/%	产水率/ %	产水率恢复率/%
反清洗前	16.57	0.071	5.5	96.0	99.6	99.5	25	96.8
反清洗后	16.57	0.078	5.3	96.0	99.1	99.5	24.2	96.8

[1]	夏淼,聂轶苗,刘攀攀,王玲,刘淑贤,王森,王迎春,翟培鑫,刘朔宇. 溶胶-凝胶法制备氧化硅-氧化铝体系凝胶及合成过程研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(8): 8-14.
[2]	张欣,张丽. 铝铁电极电絮凝法处理镀镉废水的研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(8): 87-90.
[3]	鲁琴瑶,张荣良,周涵,曾加,李聪. 从钢厂含铬废水中制取铬-铁氧体的研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(7): 92-95.
[4]	王智娟,韦昌桃. 工业级磷酸二氢铵生产工艺研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(6): 118-122.
[5]	张婷,林森,于建国. 磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(6): 31-40.
[6]	蒋运才,李雪梅,吴兆贤,曹昌蝶,梅毅,廉培超. 黑磷的制备及储能应用研究进展[J]. 无机盐工业, 2021, 53(6): 59-71.
[7]	叶为辉,吕琪,龙长江. 高密度类球形碱式碳酸镍快速制备工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(5): 69-72.
[8]	舒弋芮,张攀,王玮,向恒立,任根宽,许德华,张志业,杨秀山. 钛白副产硫酸亚铁光芬顿氧化降解甲基橙的研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(3): 68-72.
[9]	韩琮,孙丽娜,张婷,朱慧霞,李玲. 负载改性钾长石吸附废水中苯酚的研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(2): 71-76.
[10]	刘佩文,董鹏,孟奇,杨轩,周思源. 废旧磷酸铁锂电池正极材料固相法再生研究进展[J]. 无机盐工业, 2020, 52(9): 6-8.
[11]	雷少成,李玉林. DTNF膜对煤化工HERO高盐废水的分盐实验研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(9): 84-87.
[12]	滕晓慧,孙丽月,庄立军. 沉钒废水除硅制备冶金级氢氧化铬研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(9): 88-90.
[13]	苗钧魁,于跃芹. 海藻化工以氢氧化钙作为钙化剂的新型钙化工艺研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(9): 37-42.
[14]	徐伟,李梅,张栋梁,高凯,李健飞. 稀土石膏常压酸化法制备硫酸钙晶须的研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(8): 66-71.
[15]	王国平,徐旭辉,李刚,仇旭辉,刘政委. 氯化铵蒸发器结垢成分鉴别及原因分析[J]. 无机盐工业, 2020, 52(8): 81-83.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会