[发明专利]一种稀土矿山尾水面源污染高效渗滤处理系统及其工艺

说明书

本发明公开了一种稀土矿山尾水面源污染高效渗滤处理系统及其工艺，该系统及其工艺旨在解决现今硝化和反硝化的处理过程存在中对运行温度、碳源需求量和供氧等具有较高的要求，极大地限制了其对稀土尾水的处理。该系统包括有流域调蓄单元、预处理单元、渗滤生化处理单元、回流单元和辅助单元；该工艺分为当环境处于正常水季时、当环境处于丰水期时、当环境处于枯水低温期时，其运行模式分别根据情况处理。该系统及其工艺通过完善的单元设计，在各种情况下均能够保证面源污染稀土矿山尾水处理系统及其工艺的稳定运行，尤其是保证系统核心渗滤生化处理单元中硝化与反硝化渗滤池的稳定运行，并且进一步降低了维护劳动强度。

技术领域

本发明涉及低碳源、高氨氮、高总氮污水处理技术领域，尤其涉及一种稀土矿山尾水面源污染高效渗滤处理系统及其工艺。

背景技术

稀土资源是我国重要的矿产资源之一，中国稀土资源十分丰富，工业储量占世界第一位。除内蒙古自治区白云鄂博稀土共生矿和赣南离子吸附型矿外，广东、广西、江西、山东、湖南、台湾等省区还有独居石、磷钇矿、褐钇铌矿、氟碳铈镧矿等。

稀土金属具有极为重要的用途，是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀土金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等，均需使用独特性能的稀土金属。用量虽说不大，但至关重要，缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。中国稀土金属矿产丰富，为发展稀土金属工业提供了较好的资源条件。

目前针对稀土资源的开采，由于稀土类型的差异，其开采方法也存在极大的差异，我国北方较为典型的便是氟碳铈矿，其为伴生矿，直接挖取并进行选矿即可。而我国南方较为典型的便是离子型稀土矿，其以离子状态存在在于泥土层中，其开采一般是利用硫铵浸泡泥土，将离子态的稀土元素置换到溶液中，再用草酸或碳铵沉淀得到92％以上品位的稀土精矿；此种采矿在具体的操作上又分为堆浸、池浸和原地浸矿，其中，前两种方法目前已被禁止，而原地浸矿法在具体的生产过程中，也会形成相当量的稀土尾水，其具有高氨氮、低COD、高盐度、高浊度、水质水量变化大等特点，如果处理不当将会对自然环境的水循环造成极大的影响。

稀土矿山尾水是因稀土在开采过程中使用的浸矿液((NH₄)₂SO₄溶液)在矿体内未能完全收集，再通过降水或者地下水不断的从矿体内渗出，而造成稀土矿区自然水体形成面源污染的特殊污水，面源污染稀土尾水受矿区开采年限、开采程度、气候等因素影响，不同面源污染稀土尾水性质差异比较大，其主要特点包括：

1.主要污染因子为氨氮和硝态氮，氨氮浓度范围主要在30-300mg/L之间，硝态氮浓度范围主要在20-80mg/L之间；

2.有机物含量小，COD浓度范围主要在10-20mg/L之间，BOD₅浓度范围主要在3-8mg/L，基本上没有可生化性，同时缺少生化所需营养物磷；

3.水量大，而且受季节性气候影响波动大，主要是受降雨影响，一般春、夏季降雨比较多水量大，秋、冬季降雨比较少水量小；

4.水质波动大，在丰水期和枯水期污染物浓度相差1-3倍；

5.由于矿区地表植破坏影响，强降雨时期稀土尾水中泥沙含量大；

6.稀土尾水水温受季节影响大，冬季水温低至8-10℃左右，夏季水温在24-28℃左右。

现今，针对稀土尾水的主要污染物氨氮和硝态氮，生化处理是最为经济的方式，其主要原理是通过硝化与反硝化、短程硝化反硝化或者厌氧氨氧化，短程硝化反硝化因为工艺参数控制严格，厌氧氨氧化因为对水温要求高和工艺参数控制更为严格，因此，两者目前都很难在面源污染稀土尾水处理中得到实际应用，所以硝化与反硝化是目前稀土尾水处理的主要生化处理工艺，例如活性污泥法的硝化反硝化生化工艺、接触氧化法的硝化和反硝化工艺在实际稀土尾水处理项目中都有应用。