本發(fā)明屬于環(huán)境保護與資源再生領域，具體涉及一種磷化污泥資源化處置方法。
背景技術：
伴隨著汽車制造、電子加工、電鍍等行業(yè)的高速發(fā)展，金屬表面磷化處理工藝廣泛得到應用。磷化處理是利用含磷酸或含磷酸鹽的溶液在金屬表面形成一種不溶性磷酸鹽膜的過程，是金屬表面處理普遍采用的工藝技術。一般磷化過程包括堿洗除油、酸洗除銹、磷化和鈍化處理，在此過程中產生大量的污染物，如乳化油、表面活性劑及磷酸鹽等，尤以磷酸鹽的排放量較大，超標嚴重，且由于污染物的種類繁多，給廢水處理帶來相當的難度。
目前廢水除磷方法主要有生物法、化學法、物理化學法及這些方法的組合運用。所有方法都是將廢水中的磷酸根離子轉化成難溶性的固體成分將其沉淀達到除磷的效果。化學法和生物法是目前應用比較廣泛的方法，其中化學法又以其處理效率高、效果穩(wěn)定、簡單易行等優(yōu)點成為處理高濃度含磷廢水的最有效、最常用的方法。常用于化學除磷的金屬鹽有三種：鈣鹽、鐵鹽和鋁鹽。一般認為磷酸鹽沉淀是通過PO43-與Ca2+、Fe3+或Al3+的化學沉淀作用沉降下來的。由于鐵鹽與鋁鹽的相對成本較高，來源不如鈣鹽廣泛，而且高濃度含磷廢水水量較小，生成沉淀穩(wěn)定，因此目前高濃度磷化廢水多采用鈣-磷沉淀法法除磷。
然而，鈣-磷沉淀法也有其自身的缺陷，會產生大量的污泥。此類污泥中含有大量的磷酸鈣，具有極大的資源化潛力，但其中含有的重金屬物質限制了磷化污泥的回收利用，因此亟待開發(fā)合理高效的磷化污泥分離提純方法。
中國專利申請?zhí)?00410039017.4，申請日期為2005.8.3的專利申請文件公開了金屬表面磷化處理制程的廢污泥回收法，由多個單元反應室連接組成，通過化學反應制備磷酸鈉的工藝，本發(fā)明的缺點是反應室較多，結構較為復雜，長時間運行后，各反應槽內容易出現沉積，磷酸鈉的制備效率較低。中國專利申請?zhí)枮?01210488837.6，申請日期為2012.11.27的專利申請文件公開了一種從磷化廢渣中提取磷酸鐵的方法。該方法為通過添加濃鹽酸、氫氧化鈉經干燥制備正磷酸鐵產品；該發(fā)明的缺點是由于磷化廢渣中重金屬含量較低，正磷酸鐵的制備率不足，從而導致該方法運行成本較高，可操作性不強。
與上述專利相比，本發(fā)明利用廢硫酸作為酸浸取劑，實現了以廢治廢的思路，有效降低處置成本，在本發(fā)明的工藝中，將磷化污泥逐步分類聚集，并根據其特點實現資源化利用，使得工藝及設備操作簡單、處理效果較好，值得推廣應用。
技術實現要素：
針對現有的磷化廢水難處理且處理成本較高等特點，本發(fā)明提供了一種新型磷化廢水協同處置氨氮廢水的裝置及方法。采用協同處置磷化廢水與氨氮廢水的方式，利用自行配置的沉淀劑在一定條件下制備高效緩釋肥料鳥糞石(MAP)，實現磷化廢水與氨氮廢水的資源化利用。
為實現上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為：
一種磷化污泥資源化處置方法，包括以下步驟：
步驟一、在磷化污泥中加入廢硫酸，利用廢硫酸對磷化污泥進行酸浸取反應，
步驟二、將步驟一產生的酸浸取濾渣通過水洗、壓濾后制成建材材料，濾液送入沉淀反應器中，
步驟三、在沉淀反應器中加入沉淀劑，將濾液中的重金屬沉淀、壓濾后回收，
步驟四、將步驟三中沉淀后的濾液進行離子交換提純，
步驟五、將提純的濾液加入熟石灰充分混合后，制備成磷酸鹽顏料。
為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
步驟一中廢硫酸濃度為5％～30％，磷化污泥的量與廢硫酸的投加比例(質量比)為1:3～20，攪拌混合時間為1～3h。
步驟二中酸浸取濾渣經水洗壓濾后，將含水率降至40％左右，送入水泥廠制備水泥建材，壓濾出的濾液回送至步驟一中再進行酸浸取反應。
沉淀劑由NaOH、EDTA和FeSO4混合而成，且比例(摩爾比)為NaOH：EDTA：FeSO4＝(2～6)：(1～3)：(0.5～1),沉淀劑的投加量(質量比)為濾液的0.3％～1.5％，攪拌反應時間為0.5～2h。
沉淀劑分離出的重金屬包含Cd、Pb、Cu以及Zn。
步驟四中離子交換提純步驟為將沉淀后的濾液經過強堿型陰離子交換樹脂，強堿型陰離子交換樹脂將濾液中的陰離子交換出來，對強堿型陰離子交換樹脂依次經1mol/L的HCl和NaOH洗脫，洗脫速率為1.2～1.8體積柱/小時，洗脫液中不含重金屬，洗脫液送入混合反應器中等待與熟石灰混合。
將熟石灰投入混合反應器中與洗脫液混合，熟石灰的投加量(質量比)為洗脫液的5％～20％，反應時間1～3h，反應pH為5～9，最終形成磷酸鹽顏料。
相比于現有技術，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明利用酸浸取+離子交換的工藝實現磷化污泥的資源化利用，與其他方法相比，該技術具有更高的處理效率，能耗、處理成本較低；
(2)本發(fā)明采用廢硫酸作為浸取劑，與現有工藝相比，在浸取磷化污泥的同時實現了廢酸的資源化利用，達到了以廢治廢的目的。
(3)本發(fā)明將磷化污泥制備成工業(yè)副產物磷酸鹽顏料，實現了磷化污泥的資源化利用，適宜推廣使用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。
本發(fā)明的一種磷化污泥資源化處置方法，包括以下步驟：
步驟一、在磷化污泥中加入廢硫酸，利用廢硫酸對磷化污泥進行酸浸取反應，
步驟二、將步驟一產生的酸浸取濾渣通過水洗、壓濾后制成建材材料，濾液送入沉淀反應器中，
步驟三、在沉淀反應器中加入沉淀劑，將濾液中的重金屬沉淀、壓濾后回收，
步驟四、將步驟三中沉淀后的濾液進行離子交換提純，
步驟五、將提純的濾液加入熟石灰充分混合后，制備成磷酸鹽顏料。
步驟一中廢硫酸濃度為5％～30％，磷化污泥的量與廢硫酸的投加比例(質量比)為1:3～20，攪拌混合時間為1～3h。
步驟二中酸浸取濾渣經水洗壓濾后，將含水率降至40％左右，送入水泥廠制備水泥建材，壓濾出的濾液回送至步驟一中再進行酸浸取反應。
沉淀劑由NaOH、EDTA和FeSO4混合而成，且比例(摩爾比)為NaOH：EDTA：FeSO4＝(2～6)：(1～3)：(0.5～1),沉淀劑的投加量(質量比)為濾液的0.3％～1.5％，攪拌反應時間為0.5～2h。
沉淀劑分離出的重金屬包含Cd、Pb、Cu以及Zn。
步驟四中離子交換提純步驟為將沉淀后的濾液經過強堿型陰離子交換樹脂，強堿型陰離子交換樹脂將濾液中的陰離子交換出來，對強堿型陰離子交換樹脂依次經1mol/L的HCl和NaOH洗脫，洗脫速率為1.2～1.8體積柱/小時，洗脫液中不含重金屬，洗脫液送入混合反應器中等待與熟石灰混合。
將熟石灰投入混合反應器中與洗脫液混合，熟石灰的投加量(質量比)為洗脫液的5％～20％，反應時間1～3h，反應pH為5～9，最終形成磷酸鹽顏料。
以下以具體的實施例進行說明：
實施例1
采用本發(fā)明處理江蘇某表面處理企業(yè)產生的磷化污泥，其運行條件為：采用酸濃度為10％的廢硫酸，磷化污泥與廢硫酸的投加比例(各實施例均為)為1：5，攪拌混合時間為1h，反應后將濾渣壓濾后送至水泥廠制水泥；濾液投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為NaOH：EDTA：FeSO4＝2：3：0.5，沉淀劑的投加量為濾液的0.3％，反應時間為1h；經過陰離子交換樹脂后用1.4體積柱/小時的速率洗脫吸附飽和的樹脂，并在洗脫液內投加10％的熟石灰，反應1.5h，反應pH為6，形成磷酸鹽顏料。
實施例2
采用本發(fā)明處理安徽某化工企業(yè)的磷化污泥，其運行條件為：采用酸濃度為5％的廢硫酸，磷化污泥與廢硫酸的投加比例為1：15，攪拌混合時間為2h，反應后將濾渣壓濾后送至水泥廠制水泥；濾液投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為NaOH：EDTA：FeSO4＝6：1：1，沉淀劑的投加量為濾液的1.2％，反應時間為1.5h；經過陰離子交換樹脂后用1.8體積柱/小時的速率洗脫吸附飽和的樹脂，并在洗脫液內投加15％的熟石灰，反應2h，反應pH為7，形成磷酸鹽顏料。
實施例3
采用本發(fā)明處理安徽某不銹鋼生產企業(yè)的磷化污泥，其運行條件為：采用酸濃度為20％的廢硫酸，磷化污泥與廢硫酸的投加比例為1：3，攪拌混合時間為1.5h，反應后將濾渣壓濾后送至水泥廠制水泥；濾液投加自行配置的沉淀劑，沉淀劑配置比例為NaOH：EDTA：FeSO4＝3：2：0.8，沉淀劑的投加量為濾液的1.5％，反應時間為0.5h；經過陰離子交換樹脂后用1.2體積柱/小時的速率洗脫吸附飽和的樹脂，并在洗脫液內投加20％的熟石灰，反應2.5h，反應pH為8，形成磷酸鹽顏料。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。