化學氧化法降低離子型稀土礦廢水的氨氮含量

摘 要：通過化學氧化法降低低濃度氨氮廢水試驗及結果分析，認為利用化學氧化法可以降低離子型稀土礦區低濃度氨氮廢水中的氨氮含量，而且投資少、見效快。

關鍵詞：離子型稀土礦；化學氧化法；降低；氨氮

一、離子型稀土開采工藝

離子型稀土礦的開采主要通過電解質交換使離子相稀土進入溶液而實現回收。目前國家認可的采選工藝為硫酸銨原地浸取、碳酸氫銨沉淀分離技術。

利用硫酸銨溶液作為浸礦劑，進行浸礦，浸礦液中的銨根離子與礦體內的離子型稀土進行交換，浸出液中含有硫酸根、銨根、稀土和鈣鎂鋁等離子。浸出液經過碳酸氫銨等堿性溶液調節pH值進行除雜，使鋁鐵等雜質生成沉淀去除，除雜澄清后的稀土溶液再用碳酸氫銨溶液調節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品。后處理過程中的沉淀上清液、固液分離濾液用于配制浸礦劑循環使用。

由于采完礦體中銨根離子的緩釋和雨水沖刷，礦山無組織滲流、地表匯流有氨氮超標的可能。需要對氨氮超標的水進行截流用于系統補水或降低氨氮達標后排放。

二、常規氨氮處理技術

常規氨氮處理技術有折點氯化法、蒸氨法、吹脫法、A/O生化法和膜處理等。

（1）折點氯化法是去除低濃度氨氮的成熟技術，除氨的機理是投加過量的氯或次氯酸鈉等氧化劑，使廢水中氨完全氧化為氮氣，從而去除廢水中氨氮的方法。該技術特點是投資小，運行可靠，缺點是處理較高濃度氨氮廢水時，運行費用較高。

（2）蒸氨法是目前預處理高濃度氨氮廢水較通行做法，將高濃度氨氮廢水通過蒸氨汽提將廢水中的氨氮降到400mg/L以下。優點是運行穩定可靠，回收氨水有一定的經濟價值，缺點是能耗大，運行成本高。蒸氨法適合氨氮3000mg/L以上，有回收價值的高濃度氨氮廢水預處理。

（3）吹脫法是將氨氮廢水加熱到40℃以上，并用空氣吹脫氣態氨氮。優點是運行可靠，出水氨氮可滿足升華的條件，缺點是運行費用高，氨氣直接排放空氣中對環境造成一定影響，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，再通過反硝化將硝酸根還原成氮氣。優點是運行成本適中，缺點是流程較長，控制條件要求較高。

（5）膜處理技術的優點是處理效果較好，缺點是對廢水預處理要求較高，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；膜的維護管理較復雜。

三、六湯稀土礦低濃度氨氮廢水處理實驗

根據查閱的資料文獻，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氧化法進行低濃度氨氮廢水的處理，為驗證可行性和確定相關參數，進行實驗室試驗。

1、氧化劑的選擇

本試驗采用某公司生產的氨氮去除劑，試驗型號為SN1、SN2、SN4，主要作用成分為次氯酸，作用機理是將通過強氧化作用，分解水中的氨氮，變成氮氣去除。

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），一般是固體者直接投加到中間水池，攪拌或曝氣反應 6 分鐘左右，無需混凝沉淀，也不會產生絮狀物。水溶液刺鼻。一般情況下，每噸廢水投加本產品 1KG，預計其氨氮值可下降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；堿性產品，可節省部分調堿產品。一般是配成5%-10%溶液，投加到反應池，結合攪拌或曝氣反應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），一般是固體者直接投加到中間水池，攪拌或曝氣反應 6 分鐘左右，無需混凝沉淀，也不會產生絮狀物。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、試驗數據及分析

利用氨氮去除劑對礦山后處理配液池的含氨氮溶液進行試驗，實驗數據如表1所示。

試驗數據分析：

（1）SN1、SN2、SN4三種規格的產品對含氨氮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、結論及建議

1、化學氧化法去除氨氮，因為去除劑的氧化性強，所以反應時間很快，可在較短時間反應完全，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，結合礦山現場實際條件。建議當前情況下選用化學氧化法處理氨氮廢水。

參考文獻：

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[4]羅龍海高濃度氨氮廢水處理技術研究進展[J]四川化工，2011.

作者簡介：

潘高崗，出生年月：198807，性別：男，民族：壯，籍貫（精確到市）：廣西來賓，當前職務：副經理，當前職稱：助理工程師，：本科，研究方向：應用化學.