某稀土公司廢水處理工藝及其效果評估

摘要：本文以利用南方離子型稀土氧化礦進行稀土分離的某稀土公司為例，對其廢水的產(chǎn)生情況及廢水的性質(zhì)、類型進行了介紹，并簡要說明了該稀土公司處理此類廢水的處理工藝，以實際穩(wěn)定運行后的監(jiān)測結(jié)果對其處理效果進行了簡要評估，并從實際運行費用方面評估了其經(jīng)濟可行性。實踐證明，污水處理站自投產(chǎn)以來，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，經(jīng)過處理后廢水的各項指標均滿足《稀土工業(yè)污染物排放標準》（GB26451-2011）。

關鍵詞：稀土廢水；廢水處理工藝；預處理；效果評估

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）03-0139-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.071

Abstract： In this paper， using Southern ionic rare earth oxide ore is a rare earth rare earth separation company as an example， the type of property， production and waste water on the wastewater were introduced， and a brief description of the process of this kind of wastewater treatment process of the rare earth company， to monitor the actual stability after the operation result gives a brief evaluation of the treatment from the actual effect， and operation cost assessment of its economic feasibility. Practice has proved that since the sewage treatment plant has been put into operation， the operation of the system has been stable. After treatment， all the indexes of wastewater have met “Emission standard of pollutants for rare earths industry” （GB26451-2011）.

Keywords： Rare earth wastewater；wastewater treatment process；pretreatment；effect evaluation

自改革開放以來，我國稀土工業(yè)發(fā)展十分迅速，并取得了很大的成就。稀土用作許多重大武器系統(tǒng)的關鍵材料，同時也是很多高精尖產(chǎn)業(yè)所必不可少原料，稀土屬于一種擁有電、磁、光和生物等不同特性的現(xiàn)代功能材料，近年來也非常廣泛地應用在信息技術、生物技術以及能源技術等各個方面，在對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（農(nóng)業(yè)、建材以及化工等行業(yè)）的改造過程中發(fā)揮著非常關鍵的作用。但是在稀土冶煉分離時所出現(xiàn)的三廢問題，特別是廢水污染現(xiàn)象十分嚴重。國內(nèi)稀土礦一般來說包含三類礦物：其一主要是氟碳鈰礦和獨居石礦混合礦，此類礦屬于現(xiàn)階段國內(nèi)進行稀土提取的主要礦種；其二一般是氟碳鈰礦；其三為離子型稀土礦，此類礦種為國內(nèi)特有。因為三種礦物自身結(jié)構各不相同，所以在進行稀土提取時往往會形成不同的廢水，所產(chǎn)生的廢水內(nèi)包含了很多有害元素，可能造成嚴重的水污染，對人們的生活工作造成較大影響，因此，對于稀土冶煉廢水的治理就顯得非常重要[1-2]。

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《國務院關于落實科學發(fā)展管加強環(huán)境保護的決定》等法律、法規(guī)和國家加強重金屬污染防治工作的有關要求，保護環(huán)境，防治污染，促進稀土工業(yè)生產(chǎn)工藝和污染治理技術的進步，由環(huán)境保護部科技標準司組織制定了《稀土工業(yè)污染物排放標準》（GB26451-2011），標準自2011年10月1日起實施。標準規(guī)定在任何情況下企業(yè)均應遵守此標準的污染物排放控制要求。

1 工程概況

某稀土公司利用南方離子型稀土氧化礦進行稀土分離，采用無氨氮萃取分離技術以及模糊萃取分離技術，生產(chǎn)單一稀土氧化物。產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水經(jīng)廠區(qū)自建的污水處理站處理后達到《稀土工業(yè)污染物排放標準》后排放。污水處理站設計處理規(guī)模為2000m3/d，24小時連續(xù)運行，現(xiàn)有、在建工程總廢水量約為930 m3/d，為設計處理規(guī)模的46.5%。

2 廢水產(chǎn)生情況

項目生產(chǎn)廢水主要有萃取皂化廢水、洗滌酸水、萃余廢水、草沉母液、碳沉母液、草沉淀洗滌水、碳沉淀洗滌水、地面沖洗廢水、純水站制備廢水、鍋爐廢水、酸性廢氣凈化廢水等。主要廢水污染源強及其典型水質(zhì)見表1。

3 廢水處理工藝流程

為滿足環(huán)保要求，公司建立污水處理站統(tǒng)一處理公司現(xiàn)有生產(chǎn)廢水以及全公司生活廢水，經(jīng)過不斷優(yōu)化處理工藝并根據(jù)實際情況進行調(diào)試達到了目前的穩(wěn)定運行及達標排放的效果。

3.1 污水處理流程

不同車間及工藝過程產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水通過廢水收集池分類收集后進入污水處理站。酸性廢水首先經(jīng)過石灰中和調(diào)節(jié)pH為中性，稀土氧化物項目萃余廢水經(jīng)隔油和超聲波除油、石灰中和，然后同中性廢水一起經(jīng)過多級沉降、壓濾、除COD、砂濾過濾、曝氣處理達標后排放。

污水處理工藝介紹如下：

（1） 萃余廢水的車間預處理。萃余廢水含有大量氯化鈉，同時含有油類、重金屬，先進入車間預處理設施處理。先進入初級隔油池調(diào)節(jié)池，回收煤油、P507等，經(jīng)過超聲波除油進一步去除水中的懸浮態(tài)油、膠體態(tài)和溶解態(tài)油類污染物，之后加入石灰及PAM進行中和、沉淀，再經(jīng)斜板沉降及板框壓濾后濾渣石灰渣進入垃圾場填埋，出水自流入進入萃余出水分配池進入后續(xù)污水處理系統(tǒng)進一步去除COD及SS。

（2） 沉淀車間廢水預處理。草酸母液的主要成分為鹽酸和草酸，進入草酸母液處理系統(tǒng)處理，經(jīng)濃縮結(jié)晶工藝（三效蒸發(fā)）回收草酸，HCl隨著蒸發(fā)冷凝水帶出形成回收鹽酸，全部進入萃取車間和酸溶車間回用；草酸經(jīng)濃縮回收后，全部回用于沉淀車間，草酸母液無外排。沉淀車間產(chǎn)生的碳酸沉淀洗滌廢水經(jīng)收集沉降后進入后續(xù)污水處理系統(tǒng)進一步去除COD及SS；沉淀車間產(chǎn)生的草酸沉淀洗滌廢水經(jīng)收集沉降后加入石灰及PAM進行調(diào)節(jié)，之后進入鐵塔沉降，下層沉降物經(jīng)板框壓濾，石灰渣運至垃圾場填埋，出水進入后續(xù)污水處理系統(tǒng)進一步去除COD及SS。

（3） 綜合廢水處理。收集的萃取車間及沉淀車間預處理后的廢水以及其他綜合廢水經(jīng)收集混合后進行板框壓濾，濾渣為石灰渣，運至垃圾場填埋，過濾后的廢水加入除COD劑NaClO3深度去除COD，之后經(jīng)砂濾過濾、曝氣以及二次沉降進一步去除SS后達標排放[3]。

3.2 污水處理工藝控制點

此污水處理過程中主要工藝控制點為：

（1）萃余廢水預處理時中和鍋中和好后的pH要求在7～8，中和后的絮凝劑加入量為3：1000，往后續(xù)污水處理段的水，水質(zhì)清澈。

（2）沉淀、高純草酸母液、洗液和沉淀碳沉、二部廢水進入澄清池時在入口都有加入絮凝劑，絮凝劑的加入量為1：1000。

（3）沉淀廢水中和pH控制在6～8，中和后的絮凝劑加入量為1：1000。

（4）曝氣池pH為6～8。

（5）加NaClO3除COD，COD控制量為小于30mg/L，NaClO3的加入量為根據(jù)不同時期水質(zhì)COD的大小加入，一般在NaClO3與水的質(zhì)量比1：500。

（6）壓濾機壓濾出的水要求水質(zhì)清澈。

（7）控制總排口pH為6～8。

公司在污水處理站運行過程中嚴格控制各關鍵點，保證污水處理站的正常運行及達標排放。

4 污水處理工藝的處理效果評價

系統(tǒng)調(diào)試完畢投入運行后，經(jīng)當?shù)丨h(huán)保監(jiān)測部門連續(xù)監(jiān)測，各項指標均能達到《稀土工業(yè)污染物排放標準》。污水處理站目前已處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，以近期連續(xù)兩個季度的監(jiān)測結(jié)果評價其污水處理效果，污水處理站出口監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計及排放標準見表2。

實踐證明，在正常運行條件下該污水處理工藝在技術上可以滿足達標排放的要求。

5 污水處理工藝的運行費用及效益分析

5.1 環(huán)境效益

污水處理站作為該廠基礎設施的一個重要組成部分，是該廠現(xiàn)代化管理程度的標志。同時它的興建能使一些因環(huán)保問題而受限制發(fā)展的工業(yè)得到發(fā)展，衛(wèi)生和環(huán)境的改善對于該廠的發(fā)展有很大促進作用[4]。污水處理車間運行后能有效地消減廠區(qū)周邊環(huán)境的污染物排放，帶來良好的環(huán)境效益和社會效益。

5.2 運行費用

（1）廢水處理成本

污水處理運行總費用為：21372.5元/d，年運行300天，每年的運行費用為641.2萬元，廢水處理設施投資1245萬元，每噸廢水的處理費用為23元/m3，廢水處理運行費用見表3。

5.3 廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

（1）蒸發(fā)回收工業(yè)鹽的經(jīng)濟效益

處理后的萃余廢水、碳沉母液等，經(jīng)蒸發(fā)濃縮可回收氯化鈉晶體，可回收氯化鈉約47t/d。

（2）回用鹽酸、草酸和水的經(jīng)濟效益

蒸發(fā)可回收冷凝水181.2m3/d；

草酸母液回收鹽酸溶液約57t/d；

草酸母液回收草酸溶液約14.4t/d；

廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濟效益匯總見表4。

本工程廢水處理每天凈收益為：12331.8元/d-21372.5元/d =-9040.7元/d，企業(yè)每年投入廢水處理的凈投入為271.146萬元。

實際的運行費用顯示其年水處理費用在21372.5元/d，且由于回收氯化鈉、鹽酸、草酸以及水可以產(chǎn)生12331.8元/d的經(jīng)濟效益，其水處理費用為23元/m3，凈費用（計入經(jīng)濟效益）為9.72元/m3，其經(jīng)濟合理，有利于長效運行。說明此污水處理工藝在經(jīng)濟上具有實際可行性。

6 結(jié)論

①實際運行結(jié)果表明，稀土生產(chǎn)廢水采用分質(zhì)分類處理能有效降低后續(xù)處理難度，保證廢水處理穩(wěn)定達標；草沉廢水采用石灰沉淀法進行預處理效果明顯；稀土公司萃余廢水采用隔油+超聲波除油+中和+斜板沉降+板框壓濾作為預處理工藝，能大幅降低廢水中SS及油類濃度；生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后再采用板框壓濾+深度除COD+砂濾+曝氣+二次沉降作為后續(xù)處理工藝。

②污水處理站自投產(chǎn)以來，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，操作便捷，經(jīng)過不斷優(yōu)化和調(diào)試，經(jīng)過處理后的生產(chǎn)廢水均可達到《稀土工業(yè)污染物排放標準》后排放。且其經(jīng)濟合理，有利于長效運行，因而認為上述工藝是實際可行、具有實踐意義的。

參考文獻

[1]黃晨梅.稀土廢水處理技術研究[J].再生利用，2016，9（6）：42-44.

[2]林偉仲，諶建宇，陳澤濤等.某稀土廠生產(chǎn)廢水處理工程設計[J].中國給水排水，2015，31（20）：75-79.

[3]韓正昌，劉大才，馬軍軍等.離子型稀土冶煉萃取廢水處理工藝研究[J].世界有色金屬，2013，10：27-30.

[4]中華人民共和國國務院新聞辦公室.《中國的稀土狀況與政策》白皮書[C] 2012.

收稿日期：2017-05-14

作者簡介：陳炳鋒（1963-），男，大專，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)察。