化學(xué)氧化法降低離子型稀土礦廢水的氨氮含量

摘 要：通過(guò)化學(xué)氧化法降低低濃度氨氮廢水試驗(yàn)及結(jié)果分析，認(rèn)為利用化學(xué)氧化法可以降低離子型稀土礦區(qū)低濃度氨氮廢水中的氨氮含量，而且投資少、見(jiàn)效快。

關(guān)鍵詞：離子型稀土礦；化學(xué)氧化法；降低；氨氮

一、離子型稀土開(kāi)采工藝

離子型稀土礦的開(kāi)采主要通過(guò)電解質(zhì)交換使離子相稀土進(jìn)入溶液而實(shí)現(xiàn)回收。目前國(guó)家認(rèn)可的采選工藝為硫酸銨原地浸取、碳酸氫銨沉淀分離技術(shù)。

利用硫酸銨溶液作為浸礦劑，進(jìn)行浸礦，浸礦液中的銨根離子與礦體內(nèi)的離子型稀土進(jìn)行交換，浸出液中含有硫酸根、銨根、稀土和鈣鎂鋁等離子。浸出液經(jīng)過(guò)碳酸氫銨等堿性溶液調(diào)節(jié)pH值進(jìn)行除雜，使鋁鐵等雜質(zhì)生成沉淀去除，除雜澄清后的稀土溶液再用碳酸氫銨溶液調(diào)節(jié)pH值使離子型稀土沉淀生成稀土碳酸鹽，稀土碳酸鹽固液分離后，得到混合稀土碳酸鹽產(chǎn)品。后處理過(guò)程中的沉淀上清液、固液分離濾液用于配制浸礦劑循環(huán)使用。

由于采完礦體中銨根離子的緩釋和雨水沖刷，礦山無(wú)組織滲流、地表匯流有氨氮超標(biāo)的可能。需要對(duì)氨氮超標(biāo)的水進(jìn)行截流用于系統(tǒng)補(bǔ)水或降低氨氮達(dá)標(biāo)后排放。

二、常規(guī)氨氮處理技術(shù)

常規(guī)氨氮處理技術(shù)有折點(diǎn)氯化法、蒸氨法、吹脫法、A/O生化法和膜處理等。

（1）折點(diǎn)氯化法是去除低濃度氨氮的成熟技術(shù)，除氨的機(jī)理是投加過(guò)量的氯或次氯酸鈉等氧化劑，使廢水中氨完全氧化為氮?dú)?，從而去除廢水中氨氮的方法。該技術(shù)特點(diǎn)是投資小，運(yùn)行可靠，缺點(diǎn)是處理較高濃度氨氮廢水時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用較高。

（2）蒸氨法是目前預(yù)處理高濃度氨氮廢水較通行做法，將高濃度氨氮廢水通過(guò)蒸氨汽提將廢水中的氨氮降到400mg/L以下。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，回收氨水有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，缺點(diǎn)是能耗大，運(yùn)行成本高。蒸氨法適合氨氮3000mg/L以上，有回收價(jià)值的高濃度氨氮廢水預(yù)處理。

（3）吹脫法是將氨氮廢水加熱到40℃以上，并用空氣吹脫氣態(tài)氨氮。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠，出水氨氮可滿足升華的條件，缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用高，氨氣直接排放空氣中對(duì)環(huán)境造成一定影響，常用于處理高濃度的氨氮廢水。

（4）A/O生化法是先將氨氮好氧硝化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，再通過(guò)反硝化將硝酸根還原成氮?dú)狻?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本適中，缺點(diǎn)是流程較長(zhǎng)，控制條件要求較高。

（5）膜處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是處理效果較好，缺點(diǎn)是對(duì)廢水預(yù)處理要求較高，膜比較“嬌氣”；工藝膜易污堵，需定期膜清洗；膜元件使用壽命一般較短，需定期更換；膜的維護(hù)管理較復(fù)雜。

三、六湯稀土礦低濃度氨氮廢水處理實(shí)驗(yàn)

根據(jù)查閱的資料文獻(xiàn)，以及征集的離子型稀土礦山低濃度氨氮廢水的處理方案，公司擬先行采用化學(xué)氧化法進(jìn)行低濃度氨氮廢水的處理，為驗(yàn)證可行性和確定相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。

1、氧化劑的選擇

本試驗(yàn)采用某公司生產(chǎn)的氨氮去除劑，試驗(yàn)型號(hào)為SN1、SN2、SN4，主要作用成分為次氯酸，作用機(jī)理是將通過(guò)強(qiáng)氧化作用，分解水中的氨氮，變成氮?dú)馊コ?/p>

SN1：白色固體粉末顆粒，含量≥95%，弱酸性；適用于低濃度的氨氮處理（一般是 100mg/L 以內(nèi)），一般是固體者直接投加到中間水池，攪拌或曝氣反應(yīng) 6 分鐘左右，無(wú)需混凝沉淀，也不會(huì)產(chǎn)生絮狀物。水溶液刺鼻。一般情況下，每噸廢水投加本產(chǎn)品 1KG，預(yù)計(jì)其氨氮值可下降80-100mg/L 左右。

SN2：黃白色固體粉末顆粒，含量≥80%，堿性；適用于低、中、高濃度的氨氮廢水處理；還具有脫色、降低磷酸鹽等輔助功能；堿性產(chǎn)品，可節(jié)省部分調(diào)堿產(chǎn)品。一般是配成5%-10%溶液，投加到反應(yīng)池，結(jié)合攪拌或曝氣反應(yīng)30-60min；一般情況下，每噸廢水投加1KG，其氨氮值可下降70mg/L 左右。

SN4：白色固體粉末顆粒，含量≥95%，弱酸性；適用于低濃度的氨氮處理（一般是 100mg/L 以內(nèi)），一般是固體者直接投加到中間水池，攪拌或曝氣反應(yīng) 6 分鐘左右，無(wú)需混凝沉淀，也不會(huì)產(chǎn)生絮狀物。氣味小，溶解速度快于SN1。一般情況下，每噸廢水投加1KG，其氨氮值可下降 80-100mg/L 左右。

2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

利用氨氮去除劑對(duì)礦山后處理配液池的含氨氮溶液進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

（1）SN1、SN2、SN4三種規(guī)格的產(chǎn)品對(duì)含氨氮100g/L濃度左右的離子型稀土礦廢水有去除氨氮的作用。

（2）SN1去除氨氮的效果相對(duì)最好，藥劑與氨氮量的比為10左右，且比較平衡，SN4效果次之、SN2去除效果較差。

四、結(jié)論及建議

1、化學(xué)氧化法去除氨氮，因?yàn)槿コ齽┑难趸詮?qiáng)，所以反應(yīng)時(shí)間很快，可在較短時(shí)間反應(yīng)完全，直接降低氨氮含量，適用于離子型稀土礦含氨氮廢水的處理。

2、考慮到生化法、膜法工藝存在的缺點(diǎn)，結(jié)合礦山現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件。建議當(dāng)前情況下選用化學(xué)氧化法處理氨氮廢水。

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作者簡(jiǎn)介：

潘高崗，出生年月：198807，性別：男，民族：壯，籍貫（精確到市）：廣西來(lái)賓，當(dāng)前職務(wù)：副經(jīng)理，當(dāng)前職稱：助理工程師，：本科，研究方向：應(yīng)用化學(xué).