一种流域性稀土矿山尾水处理系统及处理工艺技术方案

一种流域性稀土矿山尾水处理系统及处理工艺。本发明专利技术本工艺针对稀土矿区尾水属于自然环境水量和污染物浓度波动较大这一特点，系统共设正常运行模式、丰水期运行模式、枯水期运行模式3中运行模式。并末端增设应急处理单元，硝化‑反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化‑反硝化耦合生物膜滤系统B出现问题、进水浓度和进水流量超过设计负荷或者出现超低温(水温低于5°)等极端环境时出水出现氨氮、总氮超标情况，通过在急反应池投加次氯酸钠等化学药剂的方式进行折点氯化反应去除氨氮、总氮，从而确保出水稳定达标。

A Watershed Rare Earth Mine Tail Water Treatment System and Processing Technology

【技术实现步骤摘要】
一种流域性稀土矿山尾水处理系统及处理工艺
本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种流域性稀土矿山尾水处理系统及处理工艺。
技术介绍
稀土矿山尾水是一种稀土原地浸矿开采过程中由于浸矿液(NH4)2SO4溶液渗漏进入地下水，然后汇集进入矿区小流域地表水而产生的一类尾水，其显著特征是：(1)主要污染物为氨氮和硝态氮氮,氨氮和硝态氮含量高，根据不同流域水量大小以及离矿区的距离远近不同，其氨氮浓度范围在40mg/L—200mg/L，硝态氮浓度范围在20mg/L—40mg/L；(2)有机碳含量很低，基本上不含磷，可生化性差；(3)水量大，单个小流域的水量为每天数千吨至过万吨；(4)流域水量、氨氮浓度波动明显，由于稀土矿山尾水处于野外自然环境，具备显著的流域特性，其水量受丰水期、枯水期以及降雨影响呈现波动性，而其氨氮浓度也随水量呈现波动性。在各种污水处理工艺中，生物处理工艺对氨氮和总氮的去除最为经济有效，这类工艺是通过硝化菌的代谢作用将氨氮氧化成硝态氮或亚硝态氮，然后，通过反硝化菌将硝态氮和亚硝态氮还原成N2。而硝化菌是自养菌，需要利用CO2合成细胞生物体，反硝化菌则是异养菌，其代谢繁殖需要大量有机物。但地浸稀土矿区尾水中的有机物含量严重不足，而且几乎不含有机物，常规的污水生物处理工艺不适用。稀土矿山尾水处于野外自然流域环境，其水量受丰水期、枯水期以及降雨影响呈现波动性，而其氨氮浓度也随水量呈现波动性且波动范围较大，如位于足洞稀土矿区的龙南县黄沙乡黄沙河流域，枯水期水量维持在15000m3/d左右，氨氮浓度维持在170mg/l左右，而丰水期水量可以达到40000m3/d左右，氨氮浓度为在50mg/l左右。由于其波动性，相应的对与处理工艺抗负荷能力要求较高。多年来，先后有10多家高校、科研院所和企业提出了各自的地浸稀土矿区尾水治理方案，但大多数方案的适用性不强。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术通过针对稀土矿山尾水氨氮和硝态氮含量高、有机物含量低、属于野外自然环境水量和污染物浓度波动较大的特点，提供了一种流域性稀土矿山尾水处理系统及工艺。针对稀土矿山尾水的这些特点，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种流域性稀土矿山尾水处理系统，主要包括预处理单元、核心处理单元、辅助单元、应急反应单元组成；预处理单元主要包括：进水格栅、碱液池、平流沉淀池和应急混凝沉淀池。进水格栅主要去除水体中较大漂浮物如树枝、树叶等。碱液池主要是储存碱液，通过往进水渠添加定量碱液调节平流沉淀池中液体的PH值。平流沉淀池主要作用是对水体中的悬浮物以及少量的稀土析出物进行沉淀，水力停留时间为6小时。应急混凝沉淀池普通情况下基本不运行，只是作为应急装置在汛期泥沙含量较大时，通过添加絮凝剂PAC和助凝剂PAM使得平流沉淀池未沉淀完全的泥沙进行二次沉淀。核心处理单元主要包括：调节池A、硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B。调节池A和调节池B主要作用为调节流量，分别通过调节池A和调节B的提升泵间歇式定时定量的往硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行均化布水。碳源池储存有机碳源并通过加药泵为硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B提供反硝化所需的有机碳源。硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B结构完全相同，主要由好氧硝化层和厌氧反硝化层构成，废水首先由一次散水层进入由挂膜滤料构成的好氧硝化层，在此层废水向下渗滤的过程中带正电铵根离子通过滤料和生物膜的吸附作用，吸附在滤料和生物膜上，待好氧硝化层落干后，通过间歇性通入适量的空气为硝化菌提供氧气。在缺氧条件下，通过添加碳源池中的有机碳源进行反硝化脱氮，同时反硝化反应产生的二氧化碳可以为硝化菌生长繁殖提供足够的无机碳源，从而实现低成本、高效率脱氮。辅助单元主要是有机碳源池，有机碳源池主要储存化粪池水、养殖场废水等生化性较好的废水，通过向调节池A和调节池B中定时定量的加入这类废水为物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B补充磷、硫等微生物所需的微量元素。应急反应单元主要是应急反应池构成，急反应池作为应急设施其主要作用是在硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B出现问题或者进水浓度和进水流量超过设计负荷时出水出现氨氮、总氮超标情况，通过在急反应池投加次氯酸钠等化学药剂的方式进行折点氯化反应去除氨氮、总氮，从而确保出水稳定达标。急反应池水力停留时间为2小时。为应对稀土矿区尾水属于自然环境水量和污染物浓度波动较大这一特点，系统共设正常运行模式、丰水期运行模式、枯水期运行模式3中运行模式。正常模式为正常设计水量的0.5—1倍、氨氮浓度在80mg/L—120mg/l之间，污水经过预处理后首先经过硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A再进入硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行二次处理，进入回流池流经应急反应池通过巴氏计量渠计量后排出。此时硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A再进入硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B为串联状态。丰水期为水量为设计水量的1—1.5倍、氨氮浓度在40—80mg/l之间，污水经过预处理后进入调节A，在调节池A通过水泵进行分流将一半的废水直接抽至调节池B。在由调节池A和调节池B分别向硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行布水，硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B的出水直接排放至回流池流经应急反应池后通过巴氏计量渠计量后排出。此时硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A再进入硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B为并联状态。枯水期模式为正常设计水量的0.5倍以下、氨氮浓度在120mg/L—200mg/l之间，污水经过预处理后首先经过硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A再进入硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行二次处理，进入回流池通过回流管道至调节池A进行回流，回流比为100％，以降低进水浓度，并对废水进行再次处理。附图说明图1a为正常模式下稀土矿区尾水处理流程图；图1b为枯水期模式下稀土矿区尾水处理流程图；图1c为丰水期模式下稀土矿区尾水处理流程图；图2为硝化-反硝化耦合生物膜系统的横截面示意图。图中：4.好氧硝化层，5.兼氧反硝化层，6.表层散水管，7.风管支管，8.兼氧反硝化出水管，9.土工膜，10.排气口，11.第一电动阀，12.布水管，13.总排水口，14.碳源池，15.碳源泵，16.加药管，17.第二电动阀，18.第三电动阀，19.加热装置，20.主风管，21.低压风机。具体实施例为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。一种流域性稀土矿山尾水处理系统：包括预处理单元、核心处理单元、辅助单元、应急反应单元组成；其中预处理单元由进水格栅、碱液池、平流沉淀池和应急混凝沉淀池构成。所述的核心处理单元主要包括：调节池A、硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B。分别通过调节池A和调节B的提升泵间歇式定时定量的往硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行均化布水。碳源池储存有机碳源并通过加药泵为硝化-反硝化耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流域性稀土矿山尾水处理系统，其特征在于，该处理系统包括：预处理单元、核心处理单元、辅助单元、应急反应单元；所述的预处理单元主要包括：进水格栅、碱液池、平流沉淀池和应急混凝沉淀池；所述的核心处理单元主要包括：调节池A、硝化‑反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化‑反硝化耦合生物膜滤系统B；所述的辅助单元包括有机碳源池；所述的应急反应单元包括应急反应池构成。

【技术特征摘要】
1.一种流域性稀土矿山尾水处理系统，其特征在于，该处理系统包括：预处理单元、核心处理单元、辅助单元、应急反应单元；所述的预处理单元主要包括：进水格栅、碱液池、平流沉淀池和应急混凝沉淀池；所述的核心处理单元主要包括：调节池A、硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A、碳源池、调节池B和硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B；所述的辅助单元包括有机碳源池；所述的应急反应单元包括应急反应池构成。2.根据权利要求1所述的流域性稀土矿山尾水处理系统，其特征在于：所述的硝化-反硝化耦合生物膜系统A/B从上而下由三个硝化-反硝化耦合生物膜系统串联而成，每个硝化-反硝化耦合生物膜系统之间利用土工膜(9)分隔，每个硝化-反硝化耦合生物膜系统均由好氧硝化层(4)和兼氧反硝化层(5)组成；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜系统(3)包括风管支管(7)；上一级兼氧反硝化出水管(8)与下一级布水管(12)连接，上一级兼氧反硝化(5)的出水口为下一级好氧硝化层(4)进水口，通过第一电动阀(11)控制排水时间和兼氧反硝化层(5)水位污水首先经过表层散水管(6)进行表层均化布水，污水在好氧硝化层(4)下渗过程中，NH4+首先被表层带负电荷的好氧硝化滤料和好氧硝化生物膜吸附，待污水落干进入兼氧反硝化层(5)之后，利用低压风机(21)通过风管(20)对好氧硝化层(4)进行通风供氧，在低温条件下开启加热装置(19)保证微生物活性；各层通风间隔和通风次序由第三电动阀(18)控制；第二层和第三层所通的风经过第二层和第三层的表层布水管收集后经排气口(10)排出；通过污水进入兼氧反硝化层(5)后，通过碳源泵(15)将碳源池(14)中的碳源泵入风管支管(7)与污水进行混合，并在兼氧反硝化层(5)至少停留2小时，进行反硝化反应；各层加药间隔和加药时间次序由第二电动阀(17)控制。最终经过各级硝化-反硝化耦合生物膜系统的处理后的污水通过总排水口(13)排出。3.一种流域性稀土矿山尾水处理工艺，其特征在于：其采用权利要求1或2所述的流域性稀土矿山尾水处理系统；包括以下处理步骤：a):将稀土矿山尾水经过格栅清理，去除水体中如树枝、树叶等大漂浮物；b):经格栅处理后的污水流入平流沉淀池，同时碱液池往平流沉淀池的进水渠添加定量碱液，调节平流沉淀池中液体的PH值；平流沉淀池对水体中的悬浮物以及少量的稀土析出物进行沉淀；平流沉淀池中的沉淀物通过压滤机压缩后送至稀土矿提炼厂回收；c):经平流沉淀后的污水流经应急混凝沉淀池后流入调节池A；通过提升泵对调节池A中的污水歇式定时定量的往硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A进行均化布水；有机碳源池储通过向调节池A定时定量的加入其存储的化粪池水、养殖场水等构成的废水，对污水补充磷、硫等微生物所需的微量元素；d):经硝化-反硝化耦合生物膜滤系统A处理后的污水流入调节池B；通过提升泵对调节池B中的污水歇式定时定量的往硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B进行均化布水；有机碳源池储通过向调节池A定时定量的加入其存储的化粪池水、养殖场水等构成的废水，对污水补充磷、硫等微生物所需的微量元素；e):经硝化-反硝化耦合生物膜滤系统B处理后的污水流入回流池，然后导入应急反应池，通过巴氏计量渠，达到排放标准。4.根据权利要求3所述的一种流域性稀土矿山尾水处理工艺，其特征在于：水力在平流沉淀池停留时间为6小时。5.根据权利要求3所述的一种流域性稀土矿山尾水处...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉康宁，
申请(专利权)人：江西挺进环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36