离子型稀土矿径流废水的综合处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及H废处理和综合利用，尤其涉及一种离子型稀±矿径流废水的综合处 理方法。
【背景技术】
[0002] 离子型稀±矿的开采相继经历了池浸、堆浸、原地浸出工艺的改革历程，浸矿过程 中均需加入大量硫酸馈作为浸矿剂，长期W来，池浸、堆浸工艺遗留的尾矿，W及现有原地 浸矿矿体中都残存了大量的硫酸馈（或部分氯化馈），经雨水冲刷淋滤、迁移至地表水，造 成其中N&-N含量严重超标（排放标准为N&-N含量< 15mg/L)，且含一定量稀±。W往由 于滥采滥挖现象屡禁不止，离子型稀±矿径流废水作为历史遗留问题，长久W来被忽视，未 采取有效措施进行治理。
[0003] 目前，对于氨氮的去除方法已发展了很多种，如微生物法、人工湿地法、沸石离子 交换法、磯酸馈镇沉淀（MA巧法、氨氮吹脱法、吸附法、折点氯化法等。其中微生物法存在 细菌活性易受温度、碳源供给等外界因素影响，氨氮处理指标不稳定；人工湿地法占地面积 大，且易造成二次污染；沸石离子交换法的交换剂再生比较复杂；氨吹脱法和磯酸馈镇沉 淀法的去除效果虽好，但存在一定的局限性，其中氨吹脱法经氨氧化巧调抑易产生结垢影 响操作，磯酸馈镇沉淀法的药剂消耗量大，处理成本高；吸附法要求废水中的盐分含量低， 否则处理效果差且难达排放要求；折点氯化法适宜于高盐度、低有机物的氨氮废水。
[0004] 综上所述，处理氨氮废水的传统方法普遍存在对废水水质的要求高，适应性差等 局限性，只能实现对氨氮的去除效果，并不能回收氨氮，更不能回收高价值的稀±资源。
[0005] 膜分离法作为21世纪的一项高新技术，存在自动化程度高，操作稳定，占地面积 小，易集成、成本控制灵活，对很多盐类物质均有很好的截留脱除效果，可实现资源化综合 利用等众多优势。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种离子型稀±矿 径流废水的综合处理方法。
[0007] 本发明的目的通过W下技术方案来实现；一种离子型稀±矿径流废水的综合处理 方法，包括W下步骤：
[0008] A、径流废水的预处理
[0009] 将径流废水导入径流废水预处理系统，通过过滤或沉降加过滤的方法处理径流废 水，截留物回到径流废水预处理系统的进口，透过液进入下一步骤；
[0010] B、一级膜分离
[0011] 将步骤A的透过液导入一级膜分离系统，一级膜滤出液进入下一步骤，一级膜浓 缩液进入步骤D ;
[0012] C、二级膜分离
[0013] 将步骤B的一级膜滤出液导入二级膜分离系统，二级膜浓缩液回到一级膜分离系 统或直接作为浸矿配液回用，二级膜滤出液作为矿山淋洗水、生活用水回用，或直接排放；
[0014] 0、稀±回收
[0015] 将步骤B的一级膜浓缩液导入稀±回收系统，采用下列两种方案之一回收稀± :
[0016] 方案一，向浓缩液中直接加入稀±沉淀剂NH4HCO3, W沉淀出碳酸混合稀±，上清液 余留NHs-N，可作为稀±浸矿配液回用于稀±矿山；
[0017] 方案二，将浓缩液导入H级膜分离系统，进一步浓缩2~5倍，再向H级膜分离系 统的浓缩液中加入稀±沉淀剂畑4肥化，上清液作为浸矿配液回用于稀±矿山，滤出液回到 一级膜分离系统或作为浸矿配液回用。
[0018] 所述一级膜分离系统包括阻垢剂加药装置和一级膜分离装置，步骤A的透过液先 导入阻垢剂加药装置，再导入一级膜分离装置。
[0019] 所述二级膜分离系统控制出水氨氮浓度小于15mg/L。
[0020] 所述方案一和方案二中稀±沉淀剂畑4肥化的加入量为混合稀±质量浓度的 1.5 ~4.0 倍。
[0021] 步骤A中所述径流废水预处理系统采用浸没式超滤、外置式超滤或絮凝沉降+介 质过滤器/保安过滤器过滤。
[0022] 所述超滤的膜元件为中空纤维、管式或板式，膜孔径为0. 02~1 y m，操作压力为 0. 01~IMpa。超滤膜为高分子材料膜或无机材料膜，所述高分子材料选自聚離讽、聚讽、芳 香性聚讽、聚偏氣己帰、聚氯己帰、聚丽、聚離丽、聚四氣己帰、聚己帰或聚醜氨中的一种或 几种的混合物；所述无机材料选自H氧化二铅、二氧化铅、二氧化铁、不镑钢、合金、媒合金 或碳化娃中的一种或几种的混合物。
[0023] 所述絮凝沉降的絮凝剂为铅盐类、铁盐类，所述介质过滤器为石英砂过滤器。
[0024] 所述预处理截留物中除息浮物含量比预处理系统进水高外，其他水质指标基本与 预处理系统进水相同，所W可返回蓄水池继续沉降除去息浮物再进入预处理系统。
[00巧]所述预处理装置在进水浊度> 55NTU情况下，其滤出液可实现浊度< 1NTU，完全 能够满足反渗透膜或纳滤膜的进水水质要求。
[0026] 步骤B中所述一级膜分离系统采用反渗透膜或纳滤膜，膜元件为卷式、中空纤维 式、管式或板式，对化C1的截留率为90-99 > %，操作压力控制在0. 5~7. OMpa。一级膜浓 缩液中稀±回收率为95. 0~99. 5%，NH3-N回收率为80~95%，浓缩倍数为10~20倍。
[0027] 步骤C中所述二级膜分离系统采用反渗透膜，膜元件为卷式、中空纤维式、管式或 板式，对化C1的截留率为99. 0~99. 5%，操作压力控制在0. 5~7. OMpa。对氨氮的截留 率在80~95%。经过步骤C的处理，最终滤出液N册-N含量为1~3mg/L，完全符合畑3-N 含量< 15mg/L的环保排放标准。
[0028] 步骤D中所述H级膜分离系统采用纳滤膜，膜元件为卷式、中空纤维式、管式或板 式，膜孔径为0.001~0.01 ym，膜截留分子量为100~1000MWC0,膜件为卷式、中空纤维 式或管式，膜孔径为0. 001~0. 01 y m，操作压力控制在0. 5~5. OMpa，对稀±的截留率在 95. 0 ~99. 5%。
[0029] 步骤B、C、D所用的膜材料为聚離讽、聚讽、芳香性聚讽、聚偏氣己帰、聚氯己帰、聚 丽、聚離丽、聚四氣己帰、聚己帰或聚醜氨中的一种或几种的混合物制成的卷式膜或中空纤 维膜。
[0030] 本发明的方法具有W下的优点和特点：
[0031] 1)可回收稀±，一级膜分离系统对稀±的浓缩倍数为10~20倍，稀±回收率近乎 100% ；
[0032] 2)可回收硫酸馈（或氯化馈），其回用率可达到90% W上；
[0033] 3)可回收水资源。可回收废水中90% W上的水，出水水质可优于自来水的水质标 准，可作为稀±矿山淋洗水、生活用水回用。
[0034] 4)满足出水的氨氮达标排放。出水NHg-N含量为1~3mg/L，远远低于15mg/L的 排放标准。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0036] 实施例1
[0037] 某稀±径流废水日处理量5000m3,废水中混合稀±氧化物含量为22mg/L、NH3-N含 量为200mg/L，抑为6~7,浊度为55NTU，经孔径为0. 1 y m的无机陶瓷超滤膜装置预处理， 在操作压力为0. 3Mpa，温度约为25C的条件下，滤出液浊度< 0. 2NTU，滤出液经错流式二 级反渗透膜装置处理，操作压力为2. 5Mpa，常温下运行，浓缩液量为250mVd，向浓缩液投加 1. lg/LNH4HC〇3沉淀稀±，稀±回收率达99.0%，硫酸馈（或氯化馈）的回用率达95.0%， 浓缩倍数约为20倍，最终滤液量为4750mVd，其中N&-N含量为2. Omg/L，完全满足N&-N < 15mg/L的环保排放标准。
[0038] 水质检测结果如表1所示：
[0039] 表 1
[0040]
【主权项】
1. 一种离子型稀土矿径流废水的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤： A、 径流废水的预处理 将径流废水导入径流废水预处理系统，通过过滤或沉降加过滤的方法处理径流废水， 截留物回到径流废水预处理系统的进口，透过液进入下一步骤； B、 一级膜分离 将步骤A的透过液导入一级膜分离系统，一级膜滤出液进入下一步骤，一级膜浓缩液 进入步骤D; C、 二级膜分离 将步骤B的一级膜滤出液导入二级膜分离系统，二级膜浓缩液回到一级膜分离系统或 直接作为浸矿配液回用，二级膜滤出液作为矿山淋洗水、生活用水回用，或直接排放； D、 稀土回收 将步骤B的一级膜浓缩液导入稀土回收系统，采用下列两种方案之一回收稀土 ： 方案一，向浓缩液中直接加入稀土沉淀剂NH4HCO3，以沉淀出碳酸混合稀土，上清液余留NH3-N,可作为稀土浸矿配液回用于稀土矿山； 方案二，将浓缩液导入三级膜分离系统，进一步浓缩2~5倍，再向三级膜分离系统的 浓缩液中加入稀土沉淀剂NH4HCO3，上清液作为浸矿配液回用于稀土矿山，滤出液回到一级 膜分离系统或作为浸矿配液回用。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级膜分离系统包括阻垢剂加药装 置和一级膜分离装置，步骤A的透过液先导入阻垢剂加药装置，再导入一级膜分离装置。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二级膜分离系统控制出水氨氮浓度 小于 15mg/L〇
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方案一和方案二中稀土沉淀剂 NH4HCO3的加入量为混合稀土质量浓度的1. 5~4. 0倍。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述径流废水预处理系统采用浸 没式超滤、外置式超滤或絮凝沉降+介质过滤器/保安过滤器过滤。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述一级膜分离系统采用反渗透 膜或纳滤膜，膜元件为卷式、中空纤维式、管式或板式，对氯化钠截留率为90-99%，操作压 力控制在〇? 5~7Mpa。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中所述二级膜分离系统采用反渗透 膜，膜元件为卷式、中空纤维式、管式或板式，对氯化钠截留率为90-99%，操作压力控制在 L5 ~3. 5Mpa〇
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中所述三级膜分离系统采用纳滤 膜，膜元件为卷式、中空纤维式、管式或板式，膜孔径为0. 001~0. 01Um，操作压力控制在 0? 5 ~5Mpa。
【专利摘要】一种离子型稀土矿径流废水的综合处理方法，包括径流废水的预处理、一级膜分离、二级膜分离和稀土回收等步骤。本发明的方法具有分离精度高、耐强酸强碱、浓缩倍数高等优点，可实现稀土资源的近百分百回收，氨氮资源的高效回用，出水氨氮含量极低的显著效果。
【IPC分类】C22B3-04, C02F1-44, C22B59-00, C02F9-04
【公开号】CN104724847
【申请号】CN201310698384
【发明人】葛文越, 肖礼菁, 刘胜伟
【申请人】上海凯鑫分离技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日