[实用新型]一种稀土高铵废水处理系统

说明书

本实用新型属于环保领域，涉及一种稀土高铵废水处理系统。该系统包括催化电解脱氨氮装置、稀土沉淀回收装置、净化装置和污泥脱水装置；催化电解脱氨氮装置包括电解机、脱气池和催化剂投加装置，电解机的进水管上安装有碱液投加装置和管道混合器，催化剂投加装置的出口与管道混合器的进口连接，电解机的出水口与脱气池的进水口连接；稀土沉淀回收装置包括沉淀池和脱水装置，沉淀池的出渣口与脱水装置的进口连接；净化装置包括pH调节池、混凝池、助凝池、沉淀池/气浮池、中间水池。本实用新型提供的系统能够高效去除氨氮和总磷，回收稀土，处理后氨氮≤2mg/L，总氮≤2mg/L，总磷≤0.3mg/L，其他污染物指标符合排放标准。

技术领域

本实用新型属于环保领域，具体涉及一种稀土高铵废水处理系统。

背景技术

稀土(Rare earth)是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，自然界中有250种稀土矿。稀土开采要根据不同的矿类进行，典型的有包头氟碳酸铈矿床和南方的离子型稀土矿。离子型稀土矿是花岗岩风化后的产物，以离子状态存在于泥土层中，开采方法是以硫酸铵浸泡泥土，把离子态的稀土元素置换到溶液中。这种采矿方法在具体实施时有堆浸、池浸和原地浸矿等三种方法。前两种现已禁止，原地浸矿得到推广。原地浸矿是直接在矿山打巷道，灌硫酸铵溶液，在下面收集母液后经过碳酸氢铵沉淀得碳酸稀土。原地浸矿是离子型稀土矿的主要开采方法，但是，在稀土开采完成后，会有大量含有硫酸铵的废水不断流出，年复一年，日复一日，常年不断，流出的废水中硫酸铵的浓度约150～5000mg/L，这些废水直接排入周围水体，会导致局部水环境的氨氮严重超标。因此，必须对稀土含铵废水进行处理。目前，稀土含铵废水处理方法较多，但成功案例不多，主要有物理法、化学法、生物法。其中，物理法包括反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法包括离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、电渗析、电化学等处理技术；生物法包括藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。生物法去除含硫铵的稀土废水是指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同，都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应，由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。其中，亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH₃-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：

亚硝化：2NH₄⁺+3O₂→2NO₂^-+2H₂O+4H⁺

硝化：2NO₂^-+O₂→2NO₃^-

硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降到10℃时，硝化反应几乎停止；DO浓度：2～3mg/L；BOD₅负荷：0.06～0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d)；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N₂的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物 (碳源)。以甲醇为碳源为例，其反应式为：

6NO₃^-+2CH₃OH→6NO₂^-+2CO₂+4H₂O