富远稀土生产废水处理工程方案全产＋半产

富远稀土生产废水处理工程方案全产＋半产内容摘要：

O 4HC l 气体HC l 气体母液NH 4 Cl废水浓 H 2 SO 4吸收塔 循环池 盐酸罐 成品盐酸干燥机分离机结晶器反应釜 图 3－ 1 NH4Cl 制 (NH4)2SO4和盐酸工艺流程 第 三 章 废水处理工艺 设计思想 9 中等氨氮浓度废水 中等 NH3N 浓度废水主要是碱皂废水和碳铵沉淀废水， NH3N 浓度范围为 2020－4000mg/L，若采取前述蒸发浓缩法回收 NH4Cl 则单位体积废水所获产品量有限， 不具备经济可行性。 通过对这两种废水水质的详尽研究，对比氨吹脱、化学沉淀和反渗透法对这两种废水的 NH3N 去除效率，综合考虑前期投入和运行费用，发现氨吹脱 更 适合此种废水的处理。 由于碱皂废水产生于萃取工艺段，使其含有大量的萃取剂煤油和 P507，且以乳化油的形式悬浮 在 碱皂废水中，如不对其进行预处理，不利于氨吹脱的有效进行。 实验研究发现碱皂废水在酸性条件下能够破乳，通过空气吹脱可将煤油和 P507浮上来，因此，以沉淀工艺段产生的草沉母液来调节碱皂废水的 pH 值至 2 左右，然后采用气浮除油的方法对碱皂废水中的煤油和 P507进行彻底去除。 经过气浮的碱皂废水与 碳铵洗涤废水 混合，同时以 NaOH 或 Ca(OH)2调节 pH 至 12，以沉淀重金属离子和草酸根，对沉淀后的出水进行氨吹脱去除 NH3N，经氨氮吹脱的碱皂废水和碳铵沉淀废水进入综合集水调节池进行下一步处理。 低浓度氨氮废水 草酸沉淀母液和 草沉洗涤废水 的 NH3N 浓度小于 100mg/L，而草酸和盐酸的浓度比较高，对草酸沉淀母液以蒸馏法回收草酸及盐酸实验结果表明，此种废水不具备回收的经济价值，草酸沉淀母液与 草沉洗涤废水 混合后，通过向废水中加入石灰乳调节废水的pH 值，形成草酸钙沉 淀，去除草酸污染，同时去除废水中的重金属离子 ，然后进入综合集水调节池。 经过上述处理，综合集水调节池中废水的剩余 NH3N 采用化学沉淀法去除，化学沉淀法是 通过向废水中投加 Mg2+、 PO43， 调节 pH 值为 8－ 9， 与废水中 氨氮发 生反应，形成 磷酸铵镁（ MgNH4PO4， MAP） 沉淀下来，从而降低水中 NH3N 浓度的方法。 该方法设计 、 操作简单， 可有效降低废水的 NH3N 浓度。 根据实验结果，废水经过化学沉淀法处理后其 NH3N 浓度 为 30mg/L 左右，此时向废水中投加少量的 NaClO 通过折点氯化的方法即可将废水中 NH3N 浓度 降至 1mg/L以下，完全达到排放标准的要求。 广东富远稀土新材料股份有限公司生产废水处理工程方案 10 一般性生产排水 一般性生产排水为设备的冷却水、 洗涤、冲洗地面、纯水制备、电渗析排出的浓缩水等，根据其水质情况 可直接进入清水池。 深度处理 取清水池中达到 《广东省水污染物排放限值》（ DB44/26－ 2020）第二时段一级标准的外排水进行进一步深度处理，通过二级 高压 反渗透工艺，去除水中的 盐度及 少量 其它杂质， 使出水达到回用水水质标准。 针对反渗透过程产生的浓液，通过 蒸发 浓缩结晶 工艺回收工业盐， 真正实现废水处理过程的零排放，并 通过 回收工业盐产 生经济 效益 ， 降低运行成本。 第 四 章 废水处理工艺 流 程 11 第四章 废水处理工艺流程 根据水质水量及上述废水处理工艺思想，稀土生产废水处理工艺流程如图 41 所示。 清水池结晶盐浓液蒸发结晶 二级反渗透碳铵沉淀母液稀土皂废水沉淀池1集水调节池2碱皂废水碳铵洗涤废水草沉洗涤废水草沉母液草沉母液池蒸馏水2 / d338 / d7 / d38 / d31 / d332 / d综合集水调节池 化学沉淀池回用农用NH 4 ClNH 4 Cl 蒸发塔储油罐油状物污泥浓缩池 污泥压滤机泥饼外运滤液上清液泥水混合物上清液上清液泥水混合物P AM浓氨水NaOHNaH 2 PO 4M gSO 4一般生产排水32 / d折点氯化池气浮除油池1隔油池38.0m /dC a ( OH) 2气浮除油池2沉淀池2集水调节池3集水调节池1蒸汽萃取剂回收蒸汽污泥药剂废水锅炉除磷池还原池草沉洗涤废水池中和沉淀池中和滤池1中和滤池2氨吹脱/吸 收塔图 41 稀土生产废水处理工艺流程图 广东富远稀土新材料股份有限公司生产废水处理工程方案 12 第五章 污染物 去除率理论分析 根据稀土生产废水的水质分析可知其主要污染物为 NH3N，其中稀土皂废水和碳铵沉淀母液的 NH4Cl 浓度 高达 135g/L，因此，有必要分析不同废水在各工艺段的 NH3N去除效率，对其能否达标排放进行预测，如表 5－ 1 所示。 由于稀土废水的酸碱性很强，处理过程中需要投加大量酸碱药剂，使废水盐度增高，因此对废水处理各工艺段的 TDS进行理论分析，有利于深度处理过程反渗透工艺的设计，分析结果见表 5－ 2。 对照 《广东省水污染物排放限值》（ DB44/26－ 2020） 第二时段一级标准要求，稀土废水的 COD是一项重要指标，因此对 COD 在废水处理工艺流程中的去除效果进行理论分析，如表5－ 3 所示。 表 51 各工艺段氨氮去除效果理论分析 废水处理工艺段 集水调节池 1 NH4Cl蒸发塔 集水调节池 3 氨吹脱 /吸收塔 集水调节池 4 综合集水调节池 化学沉淀池 折点氯化池 清水池 稀土皂废水与碳铵沉淀母液 去除率 (%) 0 ＞ — ＞ 95%,＜ 1 mg/L ＜ 1 mg/L 浓度 (mg/L) 45000 ＜ 50 — 碱皂废水与 碳铵洗涤废水 去除率 (%) － 0 ＞ 200mg/L ＞70%, ＜30 mg/L 浓度 (mg/L) － 3000 ＜ 200 草沉母液与 草沉洗涤废水 去除率 (%) 0 浓度 (mg/L) ＜ 50 一般生产废水 去除率 (%) 0 － 浓度 (mg/L) ＜ － 第 五 章 污染物去除理论分析 13 表 52 各工艺段 TDS 去除效果理论分析 废水处理 工艺段 集水调节池 1 NH4Cl蒸发塔 集水调节池 3 氨吹脱 /吸收塔 集水调节池 4 综合集水 调节池 化学沉 淀池 折点氯 化池 清水池 稀土皂废水与碳铵沉淀母液 去除率 (%) 0 ＞ 17670 mg/L 19870 mg/L 20200 mg/L 16400 mg/L 浓度 (mg/L) 270666 ＜ 100 碱皂废水与 碳铵洗涤废水 去除率 (%) － 0 － 浓度 (mg/L) － 37914 27866 草沉母液与 草沉洗涤废水 去除率 (%) － 0 浓度 (mg/L) － 44373 一般生产废水 去除率 (%) 0 － 浓度 (mg/L) 1000 － 表 53 各工艺段 COD 去除效果理论分析 废水处理 工艺段 集水调节池 1 NH4Cl蒸发塔 集水调节池 3 氨吹脱 /吸收塔 中和沉 淀池 综合集水 调节池 化学沉 淀池 折点氯 化池 清水 池 稀土皂废水与碳铵沉淀母液 去除率 (%) 0 ＞ 98 85 mg/L 85 mg/L 85 mg/L 70 mg/L 浓度 (mg/L) 100 ＜ 2 碱皂废水与 碳铵洗涤废水 去除率 (%) － 0 0 浓度 (mg/L) － 30 30 草沉母液与 草沉洗涤废水 去除率 (%) － 0 浓度 (mg/L) － 200 一般生产废水 去除率 (%) 0 － 浓度 (mg/L) 10 － 广东富远稀土新材料股份有限公司生产废水处理工程方案 14 第六章 单元技术详细说明 （ 1）集水调节池 1－ 3 由于稀土生产工艺的特殊性，各工艺段排放的废水性质大不相同，对不同工艺段的生产废水需采取不同的处理方法，因此对不同 废水应该分开收集，分别处理；同时，由于生产的不连续性以及生产过程中的事故排放等原因，针对不同废水水质、水量设置了3 个集水调节池，其功能分别为：集水调节池 1 用于收集碳铵沉淀母液和经除油处理的稀土皂废水；集水调节池 2 用于均和碱皂废水水质以进行 气浮处理；集水调节池 3 用于收集 碳铵洗涤废水 和经气浮处理的碱皂废水； 草沉母液池与草沉洗涤废水池 用于均和草沉母液和 草沉洗涤废水 水质。 以上集水调节池均采用钢筋混凝土结构，设计停留时间及体积如下： 集水调节池 1 设计停留时间： 9h，设计体积： 118m3； 集水调节池 2 设计停留时间： 12h，设计体积： 44m3； 集水调节池 3 设计停留时间： 11h，设计体积： 89m3； 草沉母液池 设计停留时间： 15h，设计体积： 44m3； 草沉洗涤废水池 计停留时间： 6h，设计体积： 60m3； （ 2）隔油池 稀土皂废水中 含有大量 煤油及 P507 萃取剂 ，如不加以清除会严重影响后续 NH4Cl蒸发浓缩所得 NH4Cl 产品的质量，因此需要设置隔油池去除稀土皂废水中的浮油， 隔油池采用钢筋混凝土结构，设计停留时间及体积如下： 设计停留时间： 16h 设计体积： 148 m3 （ 3） 气浮除油池 1 经过隔油池除油后的稀土皂废水中煤油 和 P507含量大大降低，但是仍然有少量乳化油以比较稳定的形式存在水中，故需采用气浮的方法破坏其稳定结构， 彻底去除 废水 中的煤油和 P507， 气浮除油池 1 为钢筋混凝土结构，基本尺寸如下：。 设计停留时间： 10h 设计体积： 96m3 （ 4）沉淀池 1 稀土皂废水经除油后与碳铵沉淀母液在集水调节池 2 混合后，由于废水中仍然含有第 六 章 单元技术详细说明 15 大量 金属离子，因此需要调节废水 pH 值，使其沉淀下来，考虑到蒸发浓缩产品 NH4Cl的纯度，不能采用 NaOH、 Ca(OH)2调节 pH 值， 必须 以 30%的浓氨水调节 pH 值 ；若所得 NH4Cl 产品回用于矿山采矿 ，则对纯度要求较低，可以采用 NaOH 调节 pH 值，便于操作。 沉淀池 1 采用钢筋混凝土结构，设计停留时间及体积如下： 设计停留时间： 7h 设计体积： 96 m3 （ 5） NH4Cl 蒸发浓缩塔 稀土皂废水和碳铵沉淀母液中 NH4Cl 浓度达到 150g/L 左右，通过蒸发浓缩结晶的方法回收 NH4Cl 产品，不仅降低了废水中 NH3N 的浓度，而且回收了有用的资源，获得了经济效益。 通过采取 三效错流真空蒸发 工艺，采用高效 传热装置 及热泵 ， 提高热效率同时降低废水对设备的腐蚀。 由于 NH4Cl 废水蒸发浓缩过程的强腐蚀性 ，为了防止设备腐蚀，蒸发 装置 及管道 采用 钛材 制作，基本尺寸如下： 设计传热面积： 35m2 设计体积： 20m3 （ 6） 气浮除油池 2 碱皂废水含有大量煤油及 P507萃取剂，且煤油和 P507萃取剂以乳化油的形式存在于废水中，采用简单的隔油方法难以 彻底去除碱皂废水中的煤油和 P507，必须采用气浮除油的方式进行油水分离。 实验研究发现，碱皂废水在酸性条件易于脱稳，而碱性条件下由于 P507与碱皂废水中的 NH3分子发生反应而不易脱稳去除，因此利用草沉母液的高酸性，将其引入 碱皂 废水中，调节碱皂废水的 pH 至 2 左右在进行气浮，气浮除油池 2 为钢筋混凝土结构 ，基本尺寸如下： 设计停留时间： 28h 设计体积： 96m3 （ 7） 沉淀池 2 经气浮 除油的碱皂废水在集水调节池 4 与 碳铵洗涤废水 混合，由于碱皂废水气浮除油之前加入了草沉母液且废水中含有一定量的重金属离子，故需以 Ca(OH)2 将废水 pH调至碱性，同时沉淀 C2O42－ 与重金属离子。 Ca(OH)2加量太多会导致后续氨吹脱阶段容易结垢堵塞，因此此处只加入少量 Ca(OH)2以沉淀 C2O42－ ，再以 NaOH 调节 pH 值至 12以利于氨吹脱，沉淀池 2 为钢筋混凝土结构，基本尺寸如下： 广东富远稀土新材料股份有限公司生产废水处理工程方案 16 设计停留时间： 12h 设计体积： 96m3 （ 8）氨吹脱 /吸收 塔 经沉淀处理的碱皂废水和 碳铵洗涤废水 NH3N 浓度仍然在 3000mg/L 左右，因此需进一步处理。 通过实验研究， 综合比较化学沉淀、氨吹脱及反渗透等几种 NH3N 去除方法，化学沉淀与反渗透 法 运行费用高昂 ，而氨吹脱具有脱氮效率高、操作方便及运行费用较低的特点，因此拟采用氨吹脱 脱氮工艺 ， 在吹脱塔内填充高比表面积的鲍尔环填料，将 NH3N 浓度降低至 100mg/L 以下。 为了避免二次污染，需配备氨吸收装置，采用 HC。