[发明专利]利用化学-生物法协同脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中高浓度氨氮的方法

说明书

本发明涉及一种利用化学‑生物法协同脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中高浓度氨氮的方法。该方法首先利用磷酸铵镁沉淀法对高氨氮浓度的稀土浸矿场地淋出液进行预处理，接着利用从稀土浸矿场地淋出液或土壤中分离、富集、筛选出的土著脱氮微生物菌群对预处理后的淋出液进行微生物脱氮处理，最终实现了淋出液的达标排放。本发明方法能够处理高氨氮浓度的淋出液，所选用的土著脱氮微生物菌群适应能力强、脱氮效率高，具有工艺简单、环境友好以及易于工业化等诸多优点。

技术领域

本发明涉及稀土开采及污水处理技术领域，具体涉及一种利用化学-生物法协同脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中高浓度氨氮的方法。

背景技术

离子型稀土矿又称为风化壳淋积型稀土矿，20世纪60年代末在我国赣南地区发现过此类新型外生稀土矿床。离子型稀土矿配分齐全，富含地球上稀缺的中、重稀土元素，具有资源储量丰富、放射性较低、易于开采、综合利用价值大等特点，是我国重要战略性资源。

离子型稀土矿中稀土元素绝大部分都是以离子的形式存在，由于稀土含量低通常只能采用化学浸出的方法开采，硫酸铵溶液堆浸工艺和硫酸铵溶液原地浸出工艺是目前应用较多的开采技术。这两种工艺在矿区开采过程中会产生大量氨氮废水，此外在离子型稀土矿闭矿场地中也含有大量的残留铵盐，这些残留铵盐会严重阻碍矿区环境恢复和生态平衡。当前的做法是用清水或者其它溶液将残留铵盐从闭矿场地淋洗并收集起来，如何有效处理这些淋出液是离子型稀土矿闭矿场地环境治理体系构建的重要一环。分析发现离子型稀土矿闭矿场地残留铵盐淋出液的成分较为复杂，其氨氮浓度跨度大且每次淋出液中氨氮含量不定(低至50mg/L左右，高达1000mg/L)，并且C/N比低、盐度高，还含有Ca、Mg、Al等多种金属离子以及少许稀土元素。

目前，氨氮废水的处理方法主要有吹脱法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法和生物法。这些方法对氨氮废水有着较好的处理效果，但也有各自的局限性。吹脱法、折点氯化法、化学沉淀法对高氨氮浓度废水有较好的处理效果，但很难使其达到国家排放标准，且容易造成二次污染，因此一般多用于高氨氮浓度废水的预处理。离子交换法和膜分离法成本较高，难以大规模推广应用。生物法通常只能用于中低浓度氨氮废水的处理，无法处理高氨氮浓度废水。针对离子型稀土矿闭矿场地淋出液中氨氮浓度跨度大、不同批次淋出液氨氮浓度不定的特征，上述解决方案中的单一处理方法难以有效完成淋出液的无害化处理，尤其是高氨氮浓度的淋出液。因此使用联合工艺协同处理离子型稀土矿闭矿场地淋出液是稀土行业氨氮废水治理的一个重要研究方向。

目前磷酸铵镁沉淀法和微生物方法处理氨氮废水的研究报道比较多见，但两者联用于稀土矿山氨氮废水的研究尚未有报道。本发明将充分发挥各自的优势，针对高氨氮浓度的离子型稀土矿残留铵盐淋出液，先通过磷酸铵镁沉淀法进行处理使其氨氮浓度降低到适合微生物生存繁殖的程度，然后利用土著脱氮微生物菌群进行进一步处理，实现了淋出液氨氮的达标排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用化学-生物法协同脱除稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中高浓度氨氮的方法，该方法具体步骤如下：(a)利用磷酸铵镁沉淀法对稀土浸矿场地残留铵盐淋出液进行预处理，使其氨氮浓度降低到适合微生物生长繁殖，得到预处理后的淋出液；(b)稀土浸矿场地淋出液或土壤经分离、富集处理，得到土著脱氮微生物菌群富集培养液，对该富集培养液进行脱氮筛选培养，得到土著脱氮微生物菌群；(c)利用土著脱氮微生物菌群对步骤(a)预处理后的淋出液进行微生物脱氮处理。

进一步的，步骤(a)中稀土浸矿场地残留铵盐淋出液来源具体如下：通过离子型稀土矿原地浸取工艺的注液系统添加洗脱剂，对稀土浸矿场地残留铵盐进行洗脱，通过收液系统收集洗脱液，即为稀土浸矿场地残留铵盐淋出液。检测可知，该淋出液中氨氮浓度为500-1000mg/L。

进一步的，步骤(a)具体步骤如下：向稀土浸矿场地残留铵盐淋出液中加入镁盐、磷酸盐和pH调节剂，充分搅拌后沉淀分离，得到预处理后的淋出液。