專利名稱：含磷酸鹽的廢水的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含磷酸鹽廢水如磷石膏池塘水的處理以及在處理期間有用磷酸鹽化合物如鳥糞石的回收。發(fā)明背景 磷石膏是將磷酸鹽巖石加工成磷酸肥料的副產(chǎn)物。生產(chǎn)I噸磷酸產(chǎn)生約4飛噸磷石膏。磷石膏基本是廢產(chǎn)物。磷石膏可具有低水平的放射活性，阻止了其在各種應(yīng)用中的用途。典型地在露天存儲場所中通過漿化并堆疊成大堆來儲存磷石膏，其高達幾百英尺高。滲透穿過所述堆的水形成池塘。在2005年，僅在佛羅里達就有24個磷石膏堆，其含有12億噸磷石膏和500億加侖的池塘水(Perpich等人,2005)。在活性磷酸肥料工廠中，典型地將這種池塘用作用于封閉回路中的工藝水的蓄水池。所述池塘水有毒且在排放之前必須進行處理。此外，封閉的堆繼續(xù)產(chǎn)生需要處理的含有污染物的浙出物。與磷石膏堆相關(guān)的池塘水呈強酸性并含有包含大量磷酸鹽的大量污染物。在表I中總結(jié)了從許多源收集的數(shù)據(jù)。標題為“代表值”的列含有源自6個不同工廠的18種試樣的復(fù)合材料的結(jié)果，所述代表值表示飽和的新鮮池塘水的組成(Kennedy等人，1991)。報道的按P計的6600ppm的磷濃度等價于20220ppm的PO4或O. 22mol/L。池塘水還含有大量氨(通常在磷酸工廠中向磷酸中添加氨以制備磷酸二銨)和鎂。表I :池塘水的典型組成
權(quán)利要求
1.一種對含磷酸鹽的廢水進行處理并從中回收磷酸鹽化合物的方法，所述方法包括 (a)從所述廢水中除去氟化物； (b)通過保持對于所述磷酸鹽化合物的過飽和條件而從所述廢水中回收磷酸鹽化合物；以及 (C)對所述廢水進行精制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中步驟(a)可包括沉淀所述氟化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中沉淀所述氟化物包括將所述廢水的pH升至約pH3 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中升高所述廢水的pH包括添加含鈣的堿，鈣的量滿足沉淀所述氟化物的化學(xué)計量要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述含鈣的堿為石灰。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項的方法，其中將所述氟化物沉淀為螢石。
7.根據(jù)權(quán)利要求4飛中任一項的方法，其中升高所述廢水的pH還包括添加一種或多種不含鈣的堿，陽離子的量滿足沉淀所述磷酸鹽化合物的化學(xué)計量要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述一種或多種不含鈣的堿選自氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化銨和無水氨。
9.根據(jù)權(quán)利要求I、中任一項的方法，其中所述磷酸鹽化合物包含鳥糞石。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在步驟(b)中保持過飽和條件包括保持2飛的過飽和比。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中在步驟(b)中保持過飽和條件包括保持至少約pH 5 的 pH。
12.根據(jù)權(quán)利要求擴11中任一項的方法，其中在步驟(b)中保持過飽和條件包括可控地引入鎂和/或銨。
13.根據(jù)權(quán)利要求擴12中任一項的方法，其中在步驟(b)中保持過飽和包括保持磷酸根的濃度高于鎂和氨的濃度。
14.根據(jù)權(quán)利要求9 13中任一項的方法，其中以大小為5_的晶體和/或聚集體的形式回收鳥糞石。
15.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，如果源自步驟(a)的廢水包含濃度大于IOOppm的二氧化硅，則包括從步驟(a)的廢水中除去二氧化硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中除去二氧化硅包括通過升高pH對所述二氧化硅進行水解。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中升高pH以使得所述二氧化硅水解包括添加包含陽離子的堿，所述陽離子的量滿足沉淀所述磷酸鹽化合物的化學(xué)計量要求。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述堿選自氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化銨和無水氨。
19.根據(jù)權(quán)利要求f18中任一項的方法，其中步驟(c)可包括將pH升至約pH 8 10。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中步驟(c)可包括使用選自斷點氯化、汽提、生物硝化和生物反硝化中的方法除去氨。
21.根據(jù)權(quán)利要求廣20中任一項的方法，其中步驟(c)可包括將源自步驟(b)的廢水經(jīng)歷兩階段膜處理，包括 (i)第一膜處理，以得到包含二價離子的第一濃縮物和包含單價離子的第一透過物；以及 ( )第二膜處理，用于所述第一透過物以得到包含單價離子的第二濃縮物和包含流出物的第二透過物。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中將第一濃縮物再循環(huán)至步驟(a)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方法，其中所述第一膜處理包含納濾。
24.根據(jù)權(quán)利要求2廣23中任一項的方法，其中所述第二膜處理包含反滲透。
25.根據(jù)權(quán)利要求2廣24中任一項的方法，包括在所述兩階段膜處理之前，將所述pH降至約pH 3 5。
26.根據(jù)權(quán)利要求25中任一項的方法，包括在所述兩階段膜處理之前，通過過濾將懸浮的固體除去。
27.根據(jù)權(quán)利要求26中任一項的方法，包括從所述第二透過物中除去氨。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中除去氨包括將所述第二透過物進行離子交換。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中將所述離子交換的含氨的再生液體再循環(huán)至步驟(b)。
30.根據(jù)權(quán)利要求f20中任一項的方法，其中在步驟(b)之前，將所述廢水經(jīng)歷第一膜處理以得到包含二價離子的第一濃縮物和包含單價離子的第一透過物，其中所述第一濃縮物限定了步驟(b)的進料。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中將源自步驟(b)的廢水再循環(huán)至步驟(a)。
32.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ31的方法，其中將所述第一透過物經(jīng)歷第二膜處理，以得到包含單價離子的第二濃縮物和包含流出物的第二透過物。
33.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ32中任一項的方法，其中所述第一膜處理包含納濾。
34.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ33中任一項的方法，其中所述第二膜處理包含反滲透。
35.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ34中任一項的方法，包括在所述第一膜處理之前，將所述pH降至約pH 3 5。
36.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ35中任一項的方法，包括在所述第一膜處理之前，通過過濾將懸浮的固體除去。
37.根據(jù)權(quán)利要求3(Γ36中任一項的方法，包括從所述第二透過物中除去氨。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中除去氨包括將所述第二透過物進行離子交換。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中將所述離子交換的含氨的再生液體再循環(huán)至步驟(b)。
40.根據(jù)權(quán)利要求廣39中任一項的方法，其中所述磷酸鹽化合物包含鳥糞石類似物。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中所述鳥糞石類似物包含磷酸鐵銨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對含磷酸鹽的廢水進行處理并從中回收磷酸鹽化合物的方法。所述方法包括如下步驟(a)從所述廢水中除去氟化物；(b)通過保持對于所述磷酸鹽化合物的過飽和條件而從所述廢水中回收磷酸鹽化合物；以及(c)對所述廢水進行精制。可在步驟(a)之后且在步驟(b)之前，任選地實施二氧化硅去除步驟。
文檔編號C02F9/00GK102947229SQ201180031276
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者P·寇特, A·布雷特恩, R·P·M·沙蒂阿納拉亞娜, R·M·希斯洛普 申請人:奧斯特拉營養(yǎng)康復(fù)技術(shù)有限公司