CN111072233A - 一种离子型稀土矿废水处理装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种离子型稀土矿废水处理装置及工艺。离子型稀土矿废水处理装置包括依次接通的部分反硝化反应组件、短程硝化反应组件、厌氧氨氧化反应组件以及，深度脱氮组件，以供废水依次进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反硝化反应，通过先利用部分反硝化技术将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮，再与铵态氮进行厌氧氨氧化反应脱除，充分利用了废水中含有的硝酸盐氮，变不利为有利，使得氨氮、硝酸盐氮和总氮的去除效率高，不仅节约了处理废水过程中的供氧能耗，还可以将废水脱氮所需的外加有机碳源降至最低，显著节省了废水脱氮处理的成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种离子型稀土矿废水处理装置及工艺。
背景技术
离子型稀土矿是一种特殊的稀土矿，其矿物中的稀土金属绝大部分以阳离子状态存在，并被吸附在不同种类的黏土矿物上，传统的选矿技术如重选、磁选、浮选等常规选矿方法无法将其进行富集回收。由于离子型稀土矿易被(NH4)2SO4等电解质溶液淋洗解吸提取出来，因此，目前离子型稀土矿的开采主要通过电解质交换使离子相稀土进入浸矿剂中而实现回收，其中，浸矿剂为硫酸铵。而在离子型稀土矿开采过程中投入大量硫酸铵作为浸矿剂会导致在矿山开采过程中及开采后，残留在尾矿砂或矿山土壤中的硫酸铵会被淋滤出来汇入地表水，与地表水混合形成氨氮、硝酸盐氮污染的废水，若该废水未加处理就直接排入环境，将造成水体富营养化，导致水质恶化，给流域水环境带来严重的污染。
对于离子型稀土矿山开采产生的废水，其与城市生活污水以及其他工业废水有着显著不同的水质特征：一是离子型稀土矿废水的pH值较低，一般在2-5；二是离子型稀土矿废水中铵态氮和硝酸盐氮同时存在，铵态氮浓度一般30-400mg/L，硝酸盐氮浓度20-200mg/L，硝酸盐氮一般为废水中总氮的30％-50％左右；三是离子型稀土矿废水中有机物浓度极低，废水出露于地表形成地表径流，除pH、氨氮、硝酸盐氮外，其它水质指标一般都能满足地表水环境III类水的标准(COD≤20mg/L,BOD5≤4mg/L)；四是离子型稀土矿废水中含有较高浓度的稀土金属，而稀土金属具有较易的生物蓄积性，且具有“低促高抑”的生物效应特征。
目前，离子型稀土矿废水脱氮处理主要有硝化-反硝化生物处理工艺和折点氯化法化学处理工艺。其中，由于离子型稀土矿废水独特的水质特征，为其生物脱氮处理带来了很大困难，其中最主要的问题就是废水中有机碳源极度缺乏，导致在用传统的硝化-反硝化生物处理工艺对废水进行处理时，需要投加大量的有机碳源，从而导致废水处理运行成本高。而折点氯化法则因为要投加大量的化学试剂，导致其环境友好性差，同时成本高昂。
因此，急需开发高效低成本的新型脱氮工艺技术以对离子型稀土矿废水进行处理。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的离子型稀土矿废水处理运行成本高的缺陷，从而提供一种离子型稀土矿废水处理装置及工艺。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为：
一种离子型稀土矿废水处理装置，包括：
部分反硝化反应组件，与原水池的出口接通，其用于供来自原水池的废水进行部分反硝化以将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮；
短程硝化反应组件，与所述部分反硝化反应组件接通，用于供来自部分反硝化反应组件的废水进行短程硝化反应以将一部分氨氮氧化为亚硝酸盐氮；
厌氧氨氧化反应组件，与所述短程硝化反应组件接通，用于供来自所述短程硝化反应组件的废水进行厌氧氨氧化反应；
以及，深度脱氮组件，与所述厌氧氨氧化反应组件接通，用于对来自所述厌氧氨氧化反应组件的废水进行深度脱氮反硝化。
进一步的，所述部分反硝化反应组件包括：
pH调节池，与所述原水池接通，用于对废水的pH进行预调节；
第一储药箱，用于存储调节pH的药液，与所述pH调节池接通，用于向所述pH调节池输送药液以调节所述pH调节池内废水的pH值；
部分反硝化反应器，与所述pH调节池接通，用于接种部分反硝化活性污泥供废水进行部分反硝化；
第二储药箱，用于存储用于调节pH的药液，与所述部分反硝化反应器接通，用于向所述部分反硝化反应器输送药液以调节所述部分反硝化反应器内废水的pH值；
以及，第一碳源投加装置，与所述部分反硝化反应器接通，用于为所述部分反硝化反应器提供有机碳源。
进一步的，所述短程硝化反应组件包括：
短程硝化反应器，与所述部分反硝化反应组件接通，用于接种短程硝化活性污泥对废水进行短程硝化；
第三储药箱，用于存储调节pH的药液，与所述短程硝化反应器接通，用于向所述短程硝化反应器输送药液以调节所述短程硝化反应器内废水的pH值；
以及，曝气装置，设置在所述短程硝化反应器内，用于调节所述短程硝化反应器内废水的溶解氧浓度。
进一步的，所述厌氧氨氧化反应组件包括厌氧氨氧化反应器，所述厌氧氨氧化反应器与所述短程硝化反应组件接通，用于接种厌氧氨氧化活性污泥，以对废水进行厌氧氨氧化。
进一步的，所述深度脱氮组件包括：
深度脱氮反应器，与所述厌氧氨氧化组件接通，用于接种反硝化活性污泥对废水进行深度脱氮反硝化；
以及，第二碳源投加装置，与所述深度脱氮反应器接通，用于为所述深度脱氮反应器提供有机碳源。
进一步的，还包括稀土回收组件，所述稀土回收组件设置在所述原水池与所述部分反硝化反应组件之间，用于回收稀土金属。
进一步的，所述稀土回收组件包括：
稀土回收反应池，与所述原水池接通，用于供废水中的稀土金属进行中和反应；
第四储药箱，用于存储可与所述稀土金属进行中和反应的药液，与所述稀土回收反应池接通，用于向所述稀土回收反应池输送药液；
以及，沉淀池，与所述稀土回收反应池接通，用于收集中和反应生成的沉淀物。
本发明还提供一种离子型稀土矿废水处理工艺，包括在如上述所有方案中任一项所述的离子型稀土矿废水处理装置中接种活性污泥，然后通入废水依次进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反硝化反应的步骤。
进一步的，所述部分反硝化反应包括往部分反硝化反应组件内投加投机碳源，并将pH值调节为8.5-9.0，C/N控制为1.8-2.5的步骤。
进一步的，所述短程硝化反应包括将所述废水的溶解氧浓度控制为0.2-0.7，pH值控制为8.5-9.0的步骤。
进一步的，所述深度脱氮反应包括将废水的C/N控制为4-5的步骤。
进一步的，在将废水进行部分反硝化反应前还包括将废水的pH值调节为10-10.5以进行中和反应并沉淀回收稀土的步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，通过耦合部分反硝化组件、短程硝化组件、厌氧氨氧化组件和深度脱氮组件，并设置几组组件的排布顺序，先利用部分反硝化技术将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮硝酸盐氮，再与铵态氮进行厌氧氨氧化反应脱除，充分利用了废水中含有的硝酸盐氮，变不利为有利，使得氨氮、硝酸盐氮和总氮的去除效率高，不仅节约了处理废水过程中的供氧能耗，还可以将废水脱氮所需的外加有机碳源降至最低，显著节省了废水脱氮处理的成本。
2.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，部分反硝化组件包括pH调节池、第一储药箱、部分反硝化反应器、第二储药箱以及第一碳源投加装置，通过第一储药箱对pH调节池内的废水进行预调节，然后再通过第二储药箱与第一碳源投加装置对废水的pH值及碳氮比进行调节，使得部分反硝化反应器内的环境适于部分反硝化活性污泥进行污水生化处理，部分反硝化活性污泥在部分反硝化反应器中将废水中的硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮，不仅为后续的厌氧氨氧化反应提供了必须的亚硝酸盐基质，同时，废水进入短程硝化组件时存在的亚硝酸盐氮能对硝酸盐氧化细菌(NOB)进行有效的抑制，从而使得后续的短程硝化反应能够更加容易实现，另外，通过部分反硝化组件将废水中的硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮，相比较于现有技术中的将硝酸盐氮完全反硝化为氮气的脱氮技术，所需的C/N大为降低，从而可以节约外加有机碳源，进而节省废水脱氮成本。
3.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，短程硝化反应组件包括短程硝化反应器、第三储药箱以及曝气装置，通过第三储药箱以及曝气装置对废水的pH值以及溶解氧浓度进行调节，使得短程硝化活性污泥可以在最佳的环境下进行污水生化处理而将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，相较于全程硝化，节省了供氧量，从而节省了曝气能耗，节省废水处理成本。
4.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，厌氧氨氧化组件包括厌氧氨氧化反应器，厌氧氨氧化活性污泥在厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化反应进行脱氮，厌氧氨氧化是一种自养型脱氮技术，不需要外加有机碳源，从而可以显著降低废水生物脱氮的成本。
5.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，深度脱氮反应组件包括深度脱氮反硝化反应器以及第二碳源投加装置，通过第二碳源投加装置往深度脱氮反应器内投加碳源，使得反硝化活性污泥可以将未处理完的硝酸盐氮、短程硝化反应组件生成的硝酸盐氮以及厌氧氨氧化反应组件生成的硝酸盐氮进一步通过反硝化作用去除，从而可以将废水的硝酸盐氮控制在较低的浓度，提高了总氮的去除率。
6.本发明提供的离子型稀土矿废水处理装置，通过在原水池与部分反硝化反应组件之间设置稀土回收组件，通过先对废水中的稀土金属进行回收后再将废水通入至部分反硝化反应组件等进行生物处理，一方面，使得废水中的稀土金属资源得到了回收，创造了效益，避免了资源的浪费，另一方面，可以避免稀土金属对后续废水生物处理环节中的微生物产生抑制而导致废水生物处理环节无法顺利进行的情况发生。
7.本发明提供的离子型稀土矿废水处理工艺，通过依次对废水进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反硝化反应，充分利用了废水中含有的硝酸盐氮，变不利为有利，使得氨氮、硝酸盐氮和总氮的去除效率高，不仅节约了处理废水过程中的供氧能耗，还可以将废水脱氮所需的外加有机碳源降至最低，显著节省了废水脱氮处理的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1中的离子型稀土矿废水处理装置的结构示意图；
附图标记说明：
1、原水池；2、部分反硝化反应组件；21、pH调节池；22、第一储药箱；23、部分反硝化反应器；24、第二储药箱；25、第一碳源投加装置；3、短程硝化反应组件；31、短程硝化反应器；32、第三储药箱；33、曝气装置；331、溶解氧检测仪；332、曝气器；333、第一控制器；4、厌氧氨氧化反应组件；41、厌氧氨氧化反应器；5、深度脱氮组件；51、深度脱氮反应器；52、第二碳源投加装置；6、稀土回收组件；61、稀土回收反应池；62、第四储药箱；63、沉淀池；7、中间水池；8、pH监测仪；9、第二控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1所示，本实施例涉及一种离子型稀土矿废水处理装置，包括部分反硝化反应组件2、短程硝化反应组件3、厌氧氨氧化反应组件4，以及深度脱氮组件5。
其中，部分反硝化反应组件2与原水池1的出口接通，部分反硝化反应组件2用于供来自原水池1的废水进行部分反硝化以将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮；短程硝化反应组件3与部分反硝化反应组件2接通，短程硝化反应组件3用于供来自部分反硝化反应组件2的废水进行短程硝化反应以将一部分氨氮氧化为亚硝酸盐氮；厌氧氨氧化反应组件4与短程硝化反应组件3接通，厌氧氨氧化反应组件4用于供来自所述短程硝化反应组件3的废水进行厌氧氨氧化反应；深度脱氮组件5与厌氧氨氧化反应组件4接通，深度脱氮组件5用于供来自所述厌氧氨氧化反应组件4的废水进行反硝化深度脱氮。
具体的，部分反硝化反应组件2包括pH调节池21、第一储药箱22、部分反硝化反应器23、第二储药箱24以及第一碳源投加装置25。pH调节池21与原水池1接通，pH调节池21用于对废水的pH进行预调节；第一储药箱22内用于存储调节pH的药液，第一储药箱22与pH调节池21接通，第一储药箱22用于向pH调节池21输送药液以调节pH调节池21内废水的pH值从而适于部分反硝化活性污泥生长；部分反硝化反应器23与pH调节池21接通，部分反硝化反应器23内用于接种部分反硝化活性污泥，部分反硝化反应器23用于供废水进行部分反硝化；第二储药箱24内用于存储调节pH的药液，第二储药箱24与部分反硝化反应器23接通，第二储药箱24用于向部分反硝化反应器23输送药液以调节部分反硝化反应器23内废水的pH值从而适于部分反硝化活性污泥进行生长；第一碳源投加装置25与部分反硝化反应器23接通，第一碳源投加装置25用于为部分反硝化反应器23提供有机碳源，从而供部分反硝化活性污泥进行生长。
通过第一储药箱22对pH调节池21内的废水进行预调节，再通过第二储药箱24与第一碳源投加装置25对废水内的pH值及碳氮比进行调节，使得部分反硝化反应器23内的环境适于部分反硝化活性污泥进行污水生化处理。在可选的实施例中，部分反硝化反应器23可以选为SBR形式的反应器或连续流反应器，在本实施例中，部分反硝化反应器23为SBR形式的反应器。
短程硝化反应组件3包括短程硝化反应器31、第三储药箱32以及曝气装置33。其中短程硝化反应器31与部分反硝化反应器23接通，短程硝化反应器31内用于接种短程硝化活性污泥，短程反应器用于供废水进行短程硝化；第三储药箱32内用于存储调节pH的药液，第三储药箱32与短程硝化反应器31接通，第三储药箱32用于向短程硝化反应器31输送药液以调节所述短程硝化反应器31内废水的pH值；曝气装置33设置在短程硝化反应器31内，曝气装置33用于调节短程硝化反应器31内废水的溶解氧浓度以适宜短程硝化活性污泥生长。
通过第三储药箱32以及曝气装置33对废水的pH值以及溶解氧浓度进行调节，使得短程硝化活性污泥可以在最佳的环境下进行污水生化处理而将氨氮氧化为亚硝酸盐，在可选的实施例中，短程硝化反应器31可以为SBR形式的反应器或连续流反应器，在本实施中，短程硝化反应器31为SBR形式的反应器。在本实施例中，曝气装置33包括溶解氧检测仪331、曝气器332、以及第一控制器333，溶解氧检测仪331以及曝气器332均安装在短程硝化反应器31内，第一控制器333与溶解氧检测仪331及曝气器332的动力源均电连接，控制器用于根据溶解氧检测仪331监测到的信号以控制曝气器332的动力源工作或关闭，从而实现溶解氧浓度的自动调节。
厌氧氨氧化反应组件4包括厌氧氨氧化反应器41，厌氧氨氧化反应器41与短程硝化反应器31接通，厌氧氨氧化反应器41内用于接种厌氧氨氧化活性污泥，厌氧氨氧化反应器41用于供废水进行厌氧氨氧化。作为可选的实施例，厌氧氨氧化反应器41可以为SBR形式的反应器、也可以是UASB、EGSB和MBBR反应器等形式的连续流反应器，在本实施例中，厌氧氨氧化反应器41为EGSB反应器。
深度脱氮组件5包括深度脱氮反应器51以及第二碳源投加装置52。深度脱氮反应器51与厌氧氨氧化反应器41接通，深度脱氮反应器51内用于接种反硝化活性污泥，深度脱氮反应器51用于供废水进行反硝化，第二碳源投加装置52与深度脱氮反应器51接通，第二碳源投加装置52用于为深度脱氮反应器51提供有机碳源。通过第二碳源投加装置52往深度脱氮反应器51内投加碳源，使得反硝化活性污泥可以将部分反硝化未处理完的硝酸盐氮、短程硝化反应组件3生成的硝酸盐氮以及厌氧氨氧化反应组件4生成的硝酸盐氮进一步通过反硝化作用去除。在本实施例中，深度脱氮反应器51为反硝化深床滤池反应器，内部设有填料。
由于稀土金属会对微生物的生长造成影响，故作为可选的实施例，在本实施例中，离子型稀土矿废水处理装置还包括稀土回收组件6，稀土回收组件6设置在原水池1和部分反硝化反应组件2之间，稀土回收组件6用于回收稀土金属。
稀土回收组件6包括稀土回收反应池61、第四储药箱62以及沉淀池63。稀土回收反应池61的两端分别与原水池1以及沉淀池63接通，沉淀池63与pH调节池21接通，稀土回收反应池61用于对废水中的稀土金属进行中和反应；第四储药箱62内用于存储可与稀土金属进行中和反应的药液，第四储药箱62用于向稀土回收反应池61输送药液；沉淀池63与稀土回收反应池61接通，沉淀池63用于收集中和反应生成的沉淀物。
需要说明的是，部分反硝化反应器23、短程硝化反应器31、厌氧氨氧化反应器41和深度脱氮反应器51并不受是否为序批式或连续流式反应器的限制，只要能实现相应的生物反应处理功能即可，但当四个反应器中既有序批式反应器，又有连续流式反应器时，需要在各反应器中间增设中间水池7，中间水池7用于使得序批式的反应器与连续流式的反应器能够很好的衔接。
另外，为达到废水在反应器内能够均匀流动的效果，可在稀土回收反应池61、部分反硝化反应器23、短程硝化反应器31、厌氧氨氧化反应器41以及深度脱氮反应器51内分别设置搅拌器。
再有，为实现部分反硝化反应组件2、短程硝化反应组件3以及稀土回收组件6内的pH的自动调节，在本实施例中，在pH调节池21、部分反硝化反应器23、短程硝化反应器31以及稀土回收反应池61内均设置有pH监测仪8，在第一储药箱22、第二储药箱24、第三储药箱32以及第四储药箱62的出液口均设置有电磁阀，离子型稀土矿废水处理装置还包括第二控制器9，第二控制器9与各pH监测仪8以及电磁阀电连接，通过接收各pH监测仪8传递的信号，相应地控制各电磁阀的启闭，从而实现对pH的自动调节。
本实施例的使用原理大致如下所述：
首先，在各个生物反应器内接种相应的活性活性污泥，然后将废水从原水池1输送至稀土回收反应池61内，通过往稀土回收反应池61内添加碱液使得稀土金属发生中和反应，反应后的废水再通入至沉淀池63内进行沉淀，沉淀池63内收集的沉淀物含有稀土金属，通过将沉淀物送至稀土冶炼企业可以对稀土金属进行回收处理。然后将沉淀池63内的上清液输送至pH调节池21，再利用第一储药箱22往pH调节池21内添加药液对废水的pH值进行预调节，使得废水的pH被调节至后续生物反应适合的范围内后，再将废水输送至部分反硝化反应器23内进行反硝化反应，通过第一碳源投加装置25往部分反硝化反应器23内投加有机碳源供反硝化菌利用，同时通过第二储药箱24对部分反硝化反应器23内添加碱液以控制废水的pH值，使得反硝化菌在合适的pH和C/N条件下进行部分反硝化反应。经部分反硝化反应处理后的废水先被通入至中间水池7中，然后再被通入至短程硝化反应器31内，通过第三储药箱32以及曝气装置33分别对废水的pH以及溶解氧浓度进行调节，使得短程硝化在最佳的环境下进行，并积累亚硝酸盐氮，使其出水的铵态氮和亚硝酸氮比例达到厌氧氨氧化反应所需的比例。经短程硝化反应处理后的废水经中间水池7被输送至厌氧氨氧化反应器41内，在厌氧氨氧化反应器41内进行厌氧氨氧化反应。经厌氧氨氧化反应处理后的废水再被通入至深度脱氮反应器51内，在深度脱氮反应器51内由反硝化菌将废水中残留的硝酸盐氮反硝化去除。
本实施例通过耦合部分反硝化反应组件2、短程硝化反应组件3、厌氧氨氧化反应组件4和深度脱氮组件5，并设置几组组件的排布顺序，先利用部分反硝化技术将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮硝酸盐氮，再与铵态氮进行厌氧氨氧化反应脱除，充分利用了废水中含有的硝酸盐氮，变不利为有利，部分反硝化组件的设置节省了将硝酸盐氮全程反硝化脱氮所需的大量有机碳源，节省处理成本，同时能为厌氧氨氧化反应提供亚硝酸盐氮，能使后面紧接着的短程硝化反应更易实现；短程硝化反应组件3的设置节省了氨氧化所需供氧的能耗，降低废水处理成本；厌氧氨氧化组件的设置，由于厌氧氨氧化不需外加有机碳源，能显著降低废水处理成本；深度脱氮反应组件的设置，进一步将部分反硝化未处理完的硝酸盐氮、短程硝化生成的少量硝酸盐氮和厌氧氨氧化工艺产生的硝酸盐氮进行去除，提高了废水的总氮去除率，从而保障最终出水的总氮浓度达到要求。
实施例2
本实施例涉及一种离子型稀土矿废水处理工艺，包括在离子型稀土矿废水生物处理装置中接种活性活性污泥，然后通入废水依次进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反应的步骤。其中，离子型稀土矿废水处理装置与实施例1一致。
具体的，部分反硝化反应包括以下步骤：将废水通入至废水pH调节反应池，往废水pH调节反应池内加酸液以控制pH调节反应池的出水pH为8.5-9.0，然后将废水通入至部分反硝化反应器中，通过往部分反硝化反应器中投加有机碳源，将C/N控制为1.8-2.5，同时通过往部分反硝化反应器中投加碱液以将部分反硝化反应器内的废水pH控制在8.5-9.0，从而使得在此环境下，反硝化细菌可以将绝大部分硝酸盐氮还原生成亚硝酸盐氮。
短程硝化反应包括将废水的溶解氧浓度控制为0.2-0.7，pH值控制为8.5-9.0的步骤。废水在短程硝化反应过程中将废水中的一部分氨态氮转化为亚硝酸盐氮。
在厌氧氨氧化反应过程中，废水中的铵态氮、亚硝酸盐氮在厌氧氨氧化菌的作用下反应生成氮气，达到自养脱氮的目的。
深度脱氮反应包括将废水的C/N控制为4-5的步骤。在深度脱氮反应过程中，反硝化菌将前述部分反硝化组件未处理完的硝酸盐氮、短程硝化反应组件生成的硝酸盐氮、厌氧氨氧化反应组件生成的硝酸盐氮进一步通过反硝化作用去除，达到提高废水总氮去除效果的目的。
为对废水中的稀土金属进行回收，在可选的实施例中，在进行部分反硝化反应之前，还设置有回收稀土的步骤，回收稀土步骤包括往废水内添加碱液以将废水的pH值调节为10-10.5，使得稀土金属与碱液进行中和反应沉淀的步骤。
本实施例通过依次对废水进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反应，充分利用了废水中含有的硝酸盐氮，变不利为有利，使得氨氮、硝酸盐氮和总氮的去除效率高，不仅节约了处理废水过程中的供氧能耗，还可以将废水脱氮所需的外加有机碳源降至最低，显著节省了废水脱氮处理的成本。
效果例
本效果例是在如实施例1所述的装置中，按照实施2提供的处理工艺对离子型稀土矿废水进行处理。
其中，待处理废水利用硫酸铵、氯化镧和自来水配制得到，待处理废水的NH4 +-N浓度为100mg/L，NO3 --N浓度为60mg/L，镧离子浓度为20mg/L,pH值为8.5。部分反硝化反应器、短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器和深度脱氮反应器分别接种已在江西理工大学环境工程实验室培养好的部分反硝化活性污泥、短程硝化活性污泥、厌氧氨氧化活性污泥和反硝化活性污泥，接种活性活性污泥的浓度为2000-3000mg/L。
在处理过程中，首先利用蠕动泵将原水池内的待处理废水输送至稀土回收反应池，然后往稀土回收反应池内加入氢氧化钙溶液，使pH达到10，再加入絮凝剂PAC，反应时间30min，然后通入沉淀池沉淀45分钟。
然后将沉淀池内的上清液通入pH调节池内加酸回调pH,使废水pH到8.5-9，再将废水通入至部分反硝化反应器，将C/N控制在1.8-2.3的范围，pH控制在8.5-9.0的范围。部分反硝化反应器(SBR反应器)运行一个周期的时间为3小时，其中进水10min，搅拌2小时，静置35min，出水10min，闲置5min。
接着将部分反硝化反应器的出水通入中间水池，并通过蠕动泵送入短程硝化反应器。短程硝化反应器将溶解氧(DO)控制在0.2-0.7mg/L,pH控制在8.8-9.0。短程硝化反应器(SBR反应器)运行一个周期的时间为6小时，其中进水15min，搅拌曝气30min，停止曝气30min，循环5次共5小时，静置30min，出水15min。
然后将短程硝化反应器的出水通入至下一个中间水池，并通过蠕动泵送入厌氧氨氧化反应器。厌氧氨氧化反应器水力停留时间6小时，回流比1：50。
最后将厌氧氨氧化反应器出水送入深度脱氮反应器。深度脱氮反应器水力停留时间6小时，C/N比为5。
处理结果：
启动20天后可获得稳定的处理效果，稀土回收反应组件沉淀池出水La+3浓度≤0.1mg/L；部分反硝化反应器出水NO3 --N浓度5-10mg/L，NO2 --N浓度为40mg/L-50mg/L，NH4 +-N浓度为90-100mg/L；短程硝化反应器出水NO3 --N浓度5-7mg/L，NO2 --N浓度为110mg/L-120mg/L，NH4 +-N浓度为90-100mg/L；厌氧氨氧化反应器出水NO3 --N浓度28-33mg/L，NO2 --N浓度为0.5mg/L-2mg/L，NH4 +-N浓度为0.5mg/L-3mg/L；深度脱氮反应器出水NO3 --N浓度≤3mg/L，NO2 --N浓度≤0.5mg/L，NH4 +-N浓度≤3mg/L。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，包括：部分反硝化反应组件(2)，与原水池(1)的出口接通，其用于供来自原水池(1)的废水进行部分反硝化以将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮；
短程硝化反应组件(3)，与所述部分反硝化反应组件(2)接通，用于供来自部分反硝化反应组件(2)的废水进行短程硝化反应以将一部分氨氮氧化为亚硝酸盐氮；
厌氧氨氧化反应组件(4)，与所述短程硝化反应组件(3)接通，用于供来自所述短程硝化反应组件(3)的废水进行厌氧氨氧化反应；
以及，深度脱氮组件(5)，与所述厌氧氨氧化反应组件(4)接通，用于供来自所述厌氧氨氧化反应组件(4)的废水进行深度脱氮反硝化反应。
2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，所述部分反硝化反应组件(2)包括：
pH调节池(21)，与所述原水池(1)接通，用于对废水的pH进行预调节；
第一储药箱(22)，用于存储调节pH的药液，与所述pH调节池(21)接通，用于向所述pH调节池(21)输送药液以调节所述pH调节池(21)内废水的pH值；
部分反硝化反应器(23)，与所述pH调节池(21)接通，用于接种部分反硝化活性污泥供废水进行部分反硝化；
第二储药箱(24)，用于存储用于调节pH的药液，与所述部分反硝化反应器(23)接通，用于向所述部分反硝化反应器(23)输送药液以调节所述部分反硝化反应器(23)内废水的pH值；
以及，第一碳源投加装置(25)，与所述部分反硝化反应器(23)接通，用于为所述部分反硝化反应器(23)提供有机碳源。
3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，所述短程硝化反应组件(3)包括：
短程硝化反应器(31)，与所述部分反硝化反应组件(2)接通，用于接种短程硝化活性污泥供废水进行短程硝化；
第三储药箱(32)，用于存储调节pH的药液，与所述短程硝化反应器(31)接通，用于向所述短程硝化反应器(31)输送药液以调节所述短程硝化反应器(31)内废水的pH值；
以及，曝气装置(33)，设置在所述短程硝化反应器(31)内，用于调节所述短程硝化反应器(31)内废水的溶解氧浓度。
4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应组件(4)包括厌氧氨氧化反应器(41)，所述厌氧氨氧化反应器(41)与所述短程硝化反应组件(3)接通，用于接种厌氧氨氧化活性污泥，以对废水进行厌氧氨氧化。
5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，所述深度脱氮组件(5)包括：
深度脱氮反应器(51)，与所述厌氧氨氧化组件接通，用于接种反硝化活性污泥供废水进行深度脱氮反硝化；
以及，第二碳源投加装置(52)，与所述深度脱氮反应器(51)接通，用于为所述深度脱氮反应器(51)提供有机碳源。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，还包括稀土回收组件(6)，所述稀土回收组件(6)设置在所述原水池(1)与所述部分反硝化反应组件(2)之间，用于回收稀土金属。
7.根据权利要求6所述的离子型稀土矿废水处理装置，其特征在于，所述稀土回收组件(6)包括：
稀土回收反应池(61)，与所述原水池(1)接通，用于供废水中的稀土金属进行中和反应；
第四储药箱(62)，用于存储可与所述稀土金属进行中和反应的药液，与所述稀土回收反应池(61)接通，用于向所述稀土回收反应池(61)输送药液；
以及，沉淀池(63)，与所述稀土回收反应池(61)接通，用于收集中和反应生成的沉淀物。
8.一种离子型稀土矿废水处理工艺，其特征在于，包括在如权利要求1-7中任一项所述的离子型稀土矿废水处理装置中接种活性污泥，然后通入废水依次进行部分反硝化反应、短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、深度脱氮反硝化反应的步骤。
9.根据权利要求8所述的离子型稀土矿废水处理工艺，其特征在于，所述部分反硝化反应包括将废水pH值调节为8.5-9.0，C/N控制为1.8-2.5的步骤。
10.根据权利要求8或9所述的离子型稀土矿废水处理工艺，其特征在于，所述短程硝化反应包括将所述废水的溶解氧浓度控制为0.2-0.7mg/L，pH值控制为8.5-9.0的步骤。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的离子型稀土矿废水处理工艺，其特征在于，所述深度脱氮反硝化反应包括将废水的C/N控制为4-5的步骤。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的离子型稀土矿废水处理工艺，其特征在于，在将废水进行部分反硝化反应前还包括将废水的pH值调节为10-10.5以进行中和反应并沉淀回收稀土的步骤。
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