[发明专利]串联并行分级吸附反渗透处理矿山氨氮废水装置及工艺

说明书

串联并行分级吸附反渗透处理矿山氨氮废水装置及工艺，包括分级吸附系统、废水调节系统和反渗透系统；所述分级吸附系统包括总进水管(10)和顺序串联的一至四级活性炭吸附柱体；所述废水调节系统包括调节池(5)和保安过滤器(6)，所述反渗透系统包括反渗透膜组件(7)、滤后水收集池(8)、反冲洗装置和处理水排放管(81)；本发明利用四级油茶壳活性炭的吸附作用和反渗透系统的分离作用，实现氨氮浓度跨度大的离子型稀土矿山废水的循环处理，该装置易拆卸和搬运且各系统运行相互切换时无废水外排，更适用于矿山这种地理偏僻和交通运输不便的场所减少基建成本，吸附了氨氮的生物油茶壳活性碳可作为土壤增肥剂，实现固体废弃物的循环利用。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种氨氮浓度跨度大的离子型稀土矿山废水处理的串联并行分级吸附反渗透处理矿山氨氮废水装置及工艺。

背景技术

我国南方地区的离子型稀土矿山采取硫酸铵原地浸矿-碳酸氢铵沉淀回收工艺获得碳酸稀土，具体是在山体表面分布注液井注入硫酸铵浸出液，通过离子交换将矿石中的稀土离子溶解至浸出母液当中，再在山体底部收集母液后进行沉淀处理，经过滤获得碳酸稀土，然后交给冶炼厂进行分离提炼。这种回收工艺会使稀土矿山开采后长期泄漏出低浓度稀土离子和含氨氮的废水，且氨氮废水浓度跨度大、COD含量低，可生化性差，不适宜微生物生长，并含有少量的Mg、Al、Fe等金属离子。即使被流经矿系统的地下水和地表水稀释，其氨氮浓度也在40～100mg/L，达不到矿山稀土废水排放标准《稀土工业污染物排放标准》(GB26451—2011)中规定的氨氮要求15mg/L以下，而且，矿山一般处于偏僻山系统，交通运输及基建也增加了废水处理成本。

传统的氨氮废水处理方法包括生物法、吸附法、膜分离法、化学沉淀法和空气吹脱法等。生物法主要是利用硝化细菌和反硝化细菌作用，最终将废水中的氨态氮转化为氨气去除，该脱氮工艺成熟，但细菌培养和反应周期长，细菌活性对环境要求苛刻。吸附法只能处理浓度较低的氨氮废水，无法处理浓度跨度大的氨氮废水。化学沉淀法主要是所需要的化学药剂量大，且受废水PH影响较大，空气吹脱法操作简单易于控制，但动力消耗大，成本高，且会造成二次污染，膜分离法主要是膜组合工艺，其中反渗透工艺对小分子物质以及单价离子具有较好的浓缩分离作用，而对于氨氮浓度跨度大的离子型稀土矿山废水处理后达不到排放标准。

油茶是我国南方重要的作物，是主要的油料资源。随着油茶树的广泛种植，副产物油茶壳也被大量产生，目前油茶壳的处理主要是作为燃料或者直接丢弃，但油茶壳中含有丰富的木质素、纤维素和半纤维素，具有良好的吸附能力，该能力未得到有效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、易于拆卸和搬运，更适用于矿山这种地理偏僻和交通运输不便的场所使用的、氨氮浓度跨度大的离子型稀土矿山废水处理装置，同时提供该装置的处理工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

串联并行分级吸附反渗透处理矿山氨氮废水装置，包括分级吸附系统、废水调节系统、反渗透系统和控制系统；

所述分级吸附系统包括总进水管和顺序串联的一级活性炭吸附柱体、二级活性炭吸附柱体、三级活性炭吸附柱体、四级活性炭吸附柱体，所述活性炭吸附柱体的顶部和底部分别设置进水支管和出水支管，进水支管分别与总进水管连接，上一级活性炭吸附柱体的出水支管与下一级活性炭吸附柱体进水支管通过串联进水管连接；

所述废水调节系统包括调节池和保安过滤器，所述调节池的进水口与四级活性炭吸附柱体的出水支管通过输液管连接、出水口与反渗透膜组件顶部的进水口通过过滤液进水管连接，所述过滤液进水管上设置保安过滤器；

所述反渗透系统包括反渗透膜组件、滤后水收集池、反冲洗装置和处理水排放管，经所述反渗透膜组件底部出水口的废水通过反渗透液进水管输送至滤后水收集池沉淀后从处理水排放管排放，所述反冲洗装置包括连接反渗透膜组件底部与处理水排放管的反冲洗管进水管；