本发明涉及氨法磷酸铁生产废水资源化利用工艺，属于水处理领域。
背景技术：
1、近年来，随着新能源汽车行业的快速发展，作为电池正极材料磷酸铁锂前驱体的磷酸铁需求量激增，据统计截至2021年7月，国内磷酸铁总产能达35.1万吨/年，预计到2022年年底，有明确时间表的磷酸铁扩产产能将达58.5万吨/年。每生产1吨磷酸铁约产生废水40吨，扩产产能约产生废水2340万吨，其中以氨法磷酸铁生产废水为主。氨法磷酸铁生产废水呈酸性，具有盐含量高、氨氮高、磷含量高、钙镁铁锰等金属离子含量高的特点，废水中还含有少量硅和氟。传统的达标排放思路不适用于此废水，因此针对氨法磷酸铁生产废水的零排放工艺备受关注。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决现有氨法磷酸铁生产废水零排放工艺不能回收废水中磷酸铁、回收的盐品质低的问题，通过磷酸铁回收装置、固液分离装置、调节换热装置、离子过滤器、浓缩装置、蒸发结晶装置等技术的集成，不仅实现氨法磷酸铁废水的零排放，而且实现了对废水中磷酸铁和硫酸铵盐的资源化利用；同时，本发明对固液分离装置的运行过程进行了优化，可以使固液分离器在较少的清洗成本的条件下获得较好的运行恢复率。
2、一种氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，包括如下步骤：
3、步骤1，对氨法磷酸铁生产废水进行固液分离，回收磷酸铁粒子；所述的废水是结晶母液或者洗涤水；
4、步骤2，在步骤1中得到的滤液加入氧化剂和ph调节剂分别进行氧化和沉淀反应；
5、步骤3，对步骤2中得到的废水进行固液分离，去除沉淀；
6、步骤4，对步骤3中得到的滤液采用锰砂过滤器除锰后，通过离子交换树脂去除杂质金属离子；
7、步骤5，将步骤4中获得的废水浓缩后，进行分步蒸发结晶，依次获得结晶得到的硫酸铵和磷酸铵。
8、所述的步骤2中氧化剂是双氧水；加入量100-500ppm。
9、所述的步骤2中的ph调节剂是氨水；ph调节至8-11。
10、所述的步骤5中的浓缩过程是使废水中的盐含量大于15wt％。
11、所述的步骤1和步骤3中的固液分离采用的是微滤膜或者超滤膜。
12、所述的步骤3中进行固液分离后，依次采用碱性清洗液和酸性清洗液对滤膜进行错流清洗，使膜通量恢复；错流过程膜面流速1-10m/s，碱性清洗液是0.1-0.5wt％的naoh溶液，酸性清洗液是0.1-0.5wt％的hcl溶液。
13、所述的清洗的过程，酸性清洗液的清洗时间通过如下步骤计算得到：
14、步骤s1，获得固液分离过程中的膜通量随时间变化的数据，并进行插值处理，作为原始数据集；
15、步骤s2，依次对原始数据集上的数据点进行遍历，对当前遍历的数据点之前时间的所有数据点按照式(1)拟合，对当前遍历的数据点之后时间的所有数据点按照式(2)拟合；
16、
17、
18、式中jv是通量，j0是膜的初始通量；kcake是拟合参数；kstandard是拟合参数；t是时间；
19、分别获得式(1)和式(2)拟合结果的相关系数的平均值rave＝(r1+r2)/2；
20、对全部的数据点进行遍历后，取具有最小rave值的所对应的数据点的对应的时间作为发生膜孔堵塞污染向滤饼污染转化的时间点；
21、步骤s3，根据污染转化的时间点的通量计算出膜孔堵塞污染阻力rp，根据全部过滤完成后的通量计算出滤饼污染阻力rc，根据膜的初始通量计算出膜材质阻力rm；
22、步骤s4，碱性清洗液对膜进行清洗后，选取不同的酸洗时间t2条件进行清洗，根据清洗后的通量情况对式(3)拟合：
23、r’p＝＝(rtotal-rm)×(1-a×t2b)； (3)
24、r’p是清洗后膜孔堵塞污染阻力，rtotal是清洗后膜层总阻力，t2是酸性清洗液的清洗时间，a和b是参数；
25、步骤s5，对废水再次进行过滤、碱性清洗液清洗、酸性清洗液清洗，根据膜通量随时间变化的数据计算出膜孔堵塞污染阻力rp，r’p＝α×r’p是完成清洗设定目标后的膜孔污染阻力，取代入式(3)中，计算出最优酸清洗时间；其中，α是设定系数。
26、所述的α取0.01-0.1。
27、所述的插值是采用样条插值。
28、一种氨法磷酸铁生产废水资源化利用的装置，包括：
29、第一固液分离装置，用于对废水中的磷酸铁粒子进行分离；
30、反应池，连接于第一固液分离装置，用于对第一固液分离装置得到的滤液进行氧化和沉淀反应；
31、第二固液分离装置，连接于反应池，用于对反应后的废水中的沉淀进行分离；
32、锰砂过滤器，连接于第二固液分离装置，用于对第二固液分离装置中得到的滤液采用锰砂除锰离子处理；
33、超滤膜，连接于锰砂过滤器，用于对除锰离子处理后的废水进行过滤处理；
34、离子交换树脂柱，连接于超滤膜，用于对超滤膜中得到的滤液进行除金属离子处理；
35、蒸发结晶器，连接于离子交换树脂柱，用于对废水进行蒸发结晶获得磷酸铵和硫酸铵；
36、还包括双氧水加入罐和氨水加入罐，分别连接于反应池，分别用于加入双氧水和氨水。
37、所述的第一固液分离装置和第二固液分离装置是微滤膜或者超滤膜。
38、所述的第一固液分离装置和/或第二固液分离装置的平均孔径范围是50-200nm。
39、所述的第二固液分离装置通过第一浓缩装置连接于锰砂过滤器。
40、所述的离子交换树脂柱通过第二浓缩装置连接于蒸发结晶器。
41、所述的第二浓缩装置的淡液出口连接于第三浓缩装置。
42、所述的第一浓缩装置、第二浓缩装置或者第三浓缩装置是反渗透膜。
43、所述的蒸发结晶器是多效蒸发器或者mvr蒸发器。
44、超滤膜的平均孔径范围是10-50nm。
45、有益效果
46、本发明在实现废水零排放的基础上回收废水中的磷酸铁和硫酸铵，通过固液分离膜回收磷酸铁，通过沉淀反应、固液分离膜、离子过滤器、浓缩装置和蒸发结晶装置回收硫酸铵，磷酸铵可作为产品外售，用于化肥生产。
1.一种氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的步骤2中氧化剂是双氧水；加入量100-500ppm。
3.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的步骤2中的ph调节剂是氨水；ph调节至8-11。
4.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的步骤5中的浓缩过程是使废水中的盐含量大于15wt％。
5.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的步骤1和步骤3中的固液分离采用的是微滤膜或者超滤膜。
6.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的步骤3中进行固液分离后，依次采用碱性清洗液和酸性清洗液对滤膜进行错流清洗，使膜通量恢复。
7.根据权利要求6所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，错流过程膜面流速1-10m/s。
8.根据权利要求7所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，碱性清洗液是0.1-0.5wt％的naoh溶液，酸性清洗液是0.1-0.5wt％的hcl溶液。
9.根据权利要求1所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的清洗的过程，酸性清洗液的清洗时间通过如下步骤计算得到：
10.根据权利要求7所述的氨法磷酸铁生产废水资源化利用的工艺，其特征在于，所述的α取0.01-0.1。
