CN114590951A - 稀土尾水的氮脱除工艺和氮脱除系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种稀土尾水的氮脱除工艺和氮脱除系统。该氮脱除工艺包括：步骤S1，对稀土尾水进行预处理，得到预处理尾水；步骤S2，对预处理尾水进行多级硝化‑厌氧氨氧化处理，各硝化‑厌氧氨氧化处理包括：对待处理废水进行部分硝化以将其中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；对部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到厌氧氨氧化废水。利用本申请的氮脱除工艺，不用严格控制部分硝化反应进程得到氨氮与亚硝酸盐氮特定比例以满足厌氧氨氧化反应需要，降低了部分硝化反应控制难度，调控灵活，总氮去除效果好。

Description

稀土尾水的氮脱除工艺和氮脱除系统
技术领域
本发明涉及稀土尾水处理领域，具体而言，涉及一种稀土尾水的氮脱除工艺和氮脱除系统。
背景技术
稀土尾水具有高氨氮、低COD、高盐度、水质水量变化大等特点，目前稀土尾水生物脱氮主要采用传统的A/O工艺技术，属于全程硝化反硝化生物脱技术。由于受到工艺内循环率的限制，A/O工艺的脱氮效率难以进一步提高，同时反硝化阶段需要投加大量有机碳源，具有能耗大、运行成本高、污泥产率高等缺点。近年来，短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化技术等新型生物脱氮技术研究取得了突破性进展，已经进入工业化应用阶段。与传统硝化反硝化相比，厌氧氨氧化脱氮技术具有能耗低、成本低、污染低和效率高的特点。但因在硝化反应过程中，硝酸菌的适应能力很强，亚硝化反应过程很快便会转变成全程硝化反应，亚硝酸盐氮积累率不稳定，很难获得适宜的氨氮与亚硝酸盐氮比例(NH3-N/NO2 --N)，这是影响厌氧氨氧化工艺稳定运行的关键因素之一，导致其难以应用于稀土尾水的处理中。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种稀土尾水的氮脱除工艺和氮脱除系统，以解决现有技术中的稀土尾水的脱氮效率低、硝化反应进程控制难的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种稀土尾水的氮脱除工艺，该氮脱除工艺包括：步骤S1，对稀土尾水进行预处理，得到预处理尾水；步骤S2，对预处理尾水进行多级硝化-厌氧氨氧化处理，各硝化-厌氧氨氧化处理包括：对待处理废水进行部分硝化以将其中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；对部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到厌氧氨氧化废水；第一级的硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化的待处理废水为预处理尾水，第N级的硝化-厌氧氨氧化处理的待处理废水为第N-1级的硝化-厌氧氨氧化处理得到的厌氧氨氧化废水，且N≥2。
进一步地，上述各部分硝化进行时，控制待处理废水的溶解氧浓度为0.2～2.5mg/L。
进一步地，上述各部分硝化进行时，控制待处理废水的水力停留时间为1.0～3.0h。
进一步地，上述各厌氧氨氧化脱氮反应进行时，控制部分硝化反应废水的水力停留时间为2.0～4.0h。
进一步地，上述稀土尾水中，氨氮浓度为60～400mg/L，COD≤100mg/L，NO3 --N≤50mg/L。
进一步地，2≤N≤5。
进一步地，上述步骤S2在各级硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化和厌氧氨氧化脱氮反应之间还包括对部分硝化后的混合液进行泥水分离得到部分硝化反应废水和硝化污泥的过程，优选氮脱除工艺还包括将各级硝化-厌氧氨氧化处理分离的硝化污泥返回相应的部分硝化反应阶段。
进一步地，上述步骤S1包括：调节稀土尾水的pH至8.0～10后进行混凝沉淀过程，分离出悬浮物后得到预处理尾水，优选控制步骤S1的出水浊度≤5NTU。
根据本发明的另一方面，提供了一种稀土尾水的氮脱除系统，该氮脱除系统包括：预处理单元，用于对稀土尾水进行预处理以得到预处理尾水；硝化-厌氧氨氧化单元，包括多级串联的硝化-厌氧氨氧化装置，各硝化-厌氧氨氧化装置包括：硝化装置，待处理废水在硝化装置进行部分硝化反应以使待处理废水中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；厌氧氨氧化装置，设置在硝化装置的下游用于对部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到含有厌氧氨氧化废水，第一级的硝化-厌氧氨氧化装置的硝化装置与预处理单元连接以使预处理尾水作为待处理废水，第N级的硝化-厌氧氨氧化装置的硝化装置与第N-1级的硝化-厌氧氨氧化装置的厌氧氨氧化装置连接，且N≥2。
进一步地，上述预处理单元包括：调节池，用于对稀土尾水进行pH调节；混凝池，与调节池连接，用于对稀土尾水进行混凝处理得到混凝尾水；第一沉淀池，与混凝池连接，用于对混凝尾水进行沉淀处理，得到预处理尾水。
进一步地，上述各级硝化-厌氧氨氧化装置还包括第二沉淀池，设置在硝化装置和厌氧氨氧化装置之间用于对硝化反应得到的体系进行泥水分离得到部分硝化反应废水和硝化污泥，优选各级第二沉淀池与相应的硝化装置相连以将硝化污泥返回硝化装置中。
应用本发明的技术方案，经过多级串联的方式实现多级部分硝化-厌氧氨氧化处理后，废水中的氨氮含量逐步减少，最终达到排放标准。利用本申请的氮脱除工艺，不用严格控制部分硝化反应进程得到氨氮与亚硝酸盐氮特定比例以满足厌氧氨氧化反应需要，降低了部分硝化反应控制难度，调控灵活，总氮去除效果好。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种实施例示出的稀土尾水脱氮工艺的流程示意图；以及
图2示出了据本发明的一种实施例示出的稀土尾水脱氮系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
100：预处理单元；200：硝化-厌氧氨氧化单元；110：调节池；120:混凝池；130：第一沉淀池；210：硝化-厌氧氨氧化装置；211：硝化装置；212：第二沉淀池；213：厌氧氨氧化装置
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术中描述的，传统的A/O工艺技术脱氮效率难以进一步提高，而现有厌氧氨氧化脱氮技术中，很难获得适宜的氨氮与亚硝酸盐氮比例(NH3-N/NO2 --N)，导致厌氧氨氧化工艺无法稳定运行，进而导致稀土尾水的脱氮效率低、管理复杂、操作水平要求高。因此，本发明提供了稀土尾水氮脱除工艺和系统，来解决上述问题。
根据本申请的一种典型的实施方式，提供了一种稀土尾水的氮脱除工艺，如图1所示，该氮脱除工艺包括：步骤S1，对稀土尾水进行预处理，得到预处理尾水；步骤S2，对预处理尾水进行多级硝化-厌氧氨氧化处理，各硝化-厌氧氨氧化处理包括：对待处理废水进行部分硝化以将其中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；对部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到厌氧氨氧化废水；第一级的硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化的待处理废水为预处理尾水，第N级的硝化-厌氧氨氧化处理的待处理废水为第N-1级的硝化-厌氧氨氧化处理得到的厌氧氨氧化废水，且N≥2。
本发明采用多级串联的部分硝化-厌氧氨氧化工艺来去除稀土尾水中的氨氮。第一步对稀土尾水进行预处理，得到理化环境适合后续部分硝化反应的预处理尾水。第二步，对预处理尾水进行多级硝化-厌氧氨氧化处理，即对预处理尾水先进行部分硝化处理，使部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，得到同时含有氨氮和亚硝酸盐氮的硝化混合液，之后对硝化混合液进行厌氧氨氧化脱氮处理，使得新生成的亚硝酸盐氮和剩余的部分氨氮反应，去除掉全部的亚硝酸盐氮和部分氨氮，完成第一级的部分硝化-厌氧氨氧化处理。由于第一级的部分硝化-厌氧氨氧化处理结束后还会有剩余的氨氮，因此对第一级的部分硝化-厌氧氨氧化处理后废水进行第二级部分硝化-厌氧氨氧化处理。第二级处理与第一级处理的处理流程一致，如此逐步减少废水中氨氮的含量。经过多级串联的方式实现多级部分硝化-厌氧氨氧化处理后，废水中的氨氮含量逐步减少，最终达到排放标准。利用本申请的氮脱除工艺，不用严格控制部分硝化反应进程得到氨氮与亚硝酸盐氮特定比例以满足厌氧氨氧化反应需要，降低了部分硝化反应控制难度，调控灵活，总氮去除效果好。
部分硝化反应的程度可以通过对待处理废水中溶解氧浓度的控制来进行调节，为了尽可能得到比例适宜的氨氮与亚硝酸盐氮比例，优选上述各部分硝化进行时，控制待处理废水的溶解氧浓度为0.2～2.5mg/L。由于随着反应级数的增加，稀土尾水中氨氮浓度在逐渐减小，因此部分硝化反应中溶解氧的浓度需要作出相应的调整，以将部分氨氮转化为亚硝酸盐氮。
进一步地，通过控制水力停留时间来调整部分硝化反应的程度，优选上述各部分硝化进行时，控制待处理废水的硝化反应水力停留时间为1.0～3.0h。当反应级数增加，稀土尾水中的氨氮浓度同时在降低，部分硝化反应过程的水里停留时间也会相应缩短。
为了使厌氧氨氧化反应高效进行，优选上述各厌氧氨氧化脱氮反应进行时，控制部分硝化反应废水的厌氧氨氧化脱氮反应的水力停留时间为2.0～4.0h。根据各级硝化反应废水中亚硝酸盐氮含量的不同，可以适应性地调整厌氧氨氧化的水停留时间，以使亚硝酸盐氮恰好可以充分反应。此时优选脱氮反应温度为15～35℃。
本申请的上述氮脱除工艺可以适用于目前工业形成的各种稀土尾水，尤其是当稀土尾水中，氨氮浓度为60～400mg/L，COD≤100mg/L，NO3 --N≤50mg/L时，处理效果更为突出。
在一种实施例中，优选上述2≤N≤5。处理的级数的增高会使成本升高，处理时间也会增长。2～5级部分硝化-厌氧氨氧化工艺基本可以保证稀土尾水中总氮含量降低到排放标准，同时可以有效控制成本。
为保证部分硝化反应稳定进行，需要维持部分硝化反应区内稳定的生物污泥量，如图1所示，优选上述步骤S2在各级硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化和厌氧氨氧化脱氮反应之间还包括对部分硝化后的混合液进行泥水分离，得到部分硝化反应废水和硝化污泥的过程，优选氮脱除工艺还包括将各级硝化-厌氧氨氧化处理分离的硝化污泥返回相应的部分硝化反应阶段。所得到的硝化污泥可以回流到部分硝化反应阶段进行重复使用。
为了保证脱氮装置的稳定运行，如图1所示，优选步骤S1包括：调节稀土尾水的pH至8.0～10后进行絮凝，分离絮凝物后得到预处理尾水，优选控制步骤S1的出水浊度≤5NTU。
在本申请的另一种典型的实施方式中，如图2所示，提供了一种稀土尾水的氮脱除系统，该氮脱除系统包括：预处理单元100和硝化-厌氧氨氧化单元200；预处理单元100用于对稀土尾水进行预处理以得到预处理尾水；硝化-厌氧氨氧化单元200，包括多级串联的硝化-厌氧氨氧化装置210，各硝化-厌氧氨氧化装置210包括：硝化装置211和厌氧氨氧化装置213；待处理废水在硝化装置211进行部分硝化反应以使待处理废水中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；厌氧氨氧化装置213设置在硝化装置211的下游，用于对部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到含有剩余氨氮的厌氧氨氧化废水；第一级的硝化-厌氧氨氧化装置210的硝化装置211与预处理单元100连接以使预处理尾水作为待处理废水，第N级的硝化-厌氧氨氧化装置210的硝化装置211与第N-1级的硝化-厌氧氨氧化装置210的厌氧氨氧化装置213连接，且N≥2。
本发明采用多级的硝化-厌氧氨氧化装置210串联的方式，逐步去除尾水中的氨氮。稀土尾水先经过预处理单元100进行预处理，得到理化环境适合后续部分硝化反应的预处理尾水。随后，预处理尾水进入硝化-厌氧氨氧化装置210中的硝化装置211进行处理，即先在硝化装置211中对预处理尾水进行部分硝化处理，使部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，再在厌氧氨氧化装置213中进行处理，使得部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和部分剩余的氨氮进行厌氧氨氧化反应，去除掉全部的亚硝酸盐氮和部分氨氮，完成第一级的部分硝化-厌氧氨氧化处理。由于第一级的部分硝化-厌氧氨氧化处理结束后还有剩余未反应的氨氮，因此经第一级的硝化-厌氧氨氧化装置210处理后废水进入第二级的硝化-厌氧氨氧化装置210进行处理。第二级处理与第一级处理的处理流程一致，会进一步减少废水中氨氮的含量。如此经过多级的硝化-厌氧氨氧化装置210处理后，废水中的氨氮含量逐步减少，最终达到排放标准。利用本申请的氮脱除工艺和系统，不用严格控制部分硝化反应进程，即无需严格控制氨氮与亚硝酸盐氮特定比例以满足厌氧氨氧化反应需要，降低了部分硝化反应控制难度，调控灵活，总氮去除效果好。
在一种实施例中，如图2所示，优选上述预处理单元100包括调节池110、混凝池120和第一沉淀池130，调节池110用于对稀土尾水进行pH调节；混凝池120，混凝池120与调节池110连接，混凝池120用于对稀土尾水进行混凝处理得到混凝尾水；第一沉淀池130，与混凝池120连接，用于对混凝尾水进行沉淀处理，得到预处理尾水。通过絮凝、沉淀处理，降低稀土尾水中的固态杂质，使稀土尾水更适于进行后续的硝化-厌氧氨氧化处理。
在一种实施例中，如图2所示，优选各级的硝化-厌氧氨氧化装置210还包括第二沉淀池212，设置在硝化装置211和厌氧氨氧化装置213之间用于对硝化反应得到的硝化混合液进行泥水分离得到部分硝化反应废水和硝化污泥，优选各级第二沉淀池212与相应的硝化装置211相连以将硝化污泥返回硝化装置211中。部分硝化废水进入厌氧氨氧化装置213，硝化污泥回流至硝化装置211维持其活性污泥浓度。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
1)本实施例采用稀土尾水(氨氮浓度＝230mg/L，COD≤60mg/L，NO3 --N≤50mg/L)作为原水，采用如图2所示的系统进行处理，具体处理工艺如图1所示。在预处理单元100中预处理原水，预处理装置包括调节池110和混凝池120和第一沉淀池130，调节原水的pH＝8.5，浊度≤5NTU，得到预处理尾水。
2)预处理尾水进入一级的硝化-厌氧氨氧化装置210中进行处理。一级的硝化-厌氧氨氧化装置210包括部分硝化处理装置、第二沉淀池212和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到同时含有氨氮和亚硝酸盐氮的硝化混合液(即一级硝化反应废水)，无需严格限定一级硝化反应废水中氨氮和亚硝酸盐氮的比例，反应条件为DO＝1.0mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L、水力停留时间HRT＝2.0h。一级硝化反应废水在一级的第二沉淀池212中进行泥水分离，得到上清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。上清液进入厌氧氨氧化装置213进行厌氧氨氧化脱氮反应得到一级厌氧氨氧化反应废水，浓缩污泥回流至硝化装置211。厌氧氨氧化装置213反应条件为DO≤0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝30℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3500mg/L，水力停留时间HRT＝2.0h。一级厌氧氨氧化反应废水中氨氮浓度≤110mg/L，总氮TN≤140mg/L。
3)一级厌氧氨氧化反应废水进入二级的硝化-厌氧氨氧化装置210中进行处理。处理过程同前，得到二级厌氧氨氧化反应废水。二级的硝化装置211反应条件为DO＝0.6mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L、水力停留时间HRT＝2.0h；二级的厌氧氨氧化装置213反应条件为DO≤0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3300mg/L，水力停留时间HRT＝3.0h。二级部分硝化-厌氧氨氧化废水中氨氮浓度≤40mg/L，总氮TN≤50mg/L。
4)二级厌氧氨氧化反应废水进入三级的硝化-厌氧氨氧化装置210中进行处理。处理过程同前，得到三级厌氧氨氧化反应废水。三级的硝化装置211反应条件为DO＝0.3mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝2800mg/L、水力停留时间HRT＝6.0h。部分硝化反应废水在三级的第二沉淀池212中进行泥水分离，得到上清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。上清液进入厌氧氨氧化装置213进行厌氧氨氧化脱氮反应，三级的厌氧氨氧化装置213反应条件为DO≤0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L，水力停留时间HRT＝3.0h。三级厌氧氨氧化反应废水中氨氮浓度≤7.2mg/L，总氮TN≤26mg/L。
实施例2
与实施例1的区别在于，1)中氨氮浓度80mg/L，硝化反应段DO＝0.5～0.2mg/L，2)中硝化反应区前段控制条件：DO＝0.5mg/L，3)中硝化反应区中段控制条件：DO＝0.3mg/L，4)中硝化反应区末段控制条件：DO＝0.2mg/L，循环比R＝300。
实施例3
与实施例1的区别在于，1)中氨氮浓度400mg/L，硝化反应段DO＝2.5～0.5mg/L，2)中硝化反应区前段控制条件DO＝2.5mg/L，循环比R＝200％，3)中硝化反应区中段控制条件：DO＝1.5mg/L，循环比R＝200％，4)中硝化反应区末段控制条件：DO＝0.5mg/L，循环比R＝300。
实施例4
1)本实施例采用模拟稀土尾水(氨氮浓度＝60mg/L，COD≤60mg/L)作为原水。在预处理单元中预处理原水，预处理装置包括调节池、混凝池和第一沉淀池，调节原水的pH＝8.5，浊度≤5NTU，得到预处理尾水。
2)预处理尾水进入一级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。一级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到同时含有氨氮和亚硝酸盐氮的硝化混合液，反应条件为DO＝0.6mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L、水停留时间HRT＝2.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝30℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3500mg/L，水停留时间HRT＝2.0h。一级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤35mg/L，总氮TN≤40mg/L。
3)一级部分硝化-厌氧氨氧化废水进入二级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。二级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到部分硝化反应废水，反应条件为DO＝0.3mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝2800mg/L、水停留时间HRT＝6.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L，水停留时间HRT＝6.0h。二级部分硝化-厌氧氨氧化废水，水氨氮浓度≤12mg/L，总氮TN≤30mg/L。
实施例5
1)本实施例采用模拟稀土尾水(氨氮浓度＝400mg/L，COD≤60mg/L)作为原水。在预处理单元中预处理原水，预处理装置包括调节池调节池、混凝池和第一沉淀池，调节原水的pH＝8.5，浊度≤5NTU，得到预处理尾水。
2)预处理尾水进入一级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。一级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到同时含有氨氮和亚硝酸盐氮的硝化混合液，反应条件为DO＝2.5mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L、水停留时间HRT＝2.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝30℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3500mg/L，水停留时间HRT＝2.0h。一级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤240mg/L，总氮TN≤280mg/L。
3)一级部分硝化-厌氧氨氧化废水进入二级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。二级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到部分硝化反应废水，反应条件为DO＝1.5mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L、水停留时间HRT＝2.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3300mg/L，水停留时间HRT＝3.0h。二级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤110mg/L，总氮TN≤120mg/L。
4)二级部分硝化-厌氧氨氧化废水进入三级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。三级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到部分硝化反应废水，反应条件为DO＝0.8mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝2900mg/L、水停留时间HRT＝3.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L，水停留时间HRT＝4.0h。三级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤50mg/L，总氮TN≤60mg/L。
5)三级部分硝化-厌氧氨氧化废水进入四级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。四级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到部分硝化反应废水，反应条件为DO＝0.4mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝2900mg/L、水停留时间HRT＝3.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝3000mg/L，水停留时间HRT＝3.0h。四级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤28mg/L，总氮TN≤40mg/L。
6)四级部分硝化-厌氧氨氧化废水进入五级部分硝化-厌氧氨氧化单元中进行处理。五级部分硝化-厌氧氨氧化单元包括部分硝化处理装置、第二沉淀池和厌氧氨氧化脱氮处理装置。经预处理的稀土尾水首先在部分硝化处理装置中进行部分硝化反应，得到部分硝化反应废水，反应条件为DO＝0.3mg/L(通过曝气来调节)、混合液悬浮物浓度MLSS＝2800mg/L、水停留时间HRT＝4.0h。部分硝化反应废水在第二沉淀池中进行泥水分离，得到清液(SS≤20mg/L)和浓缩污泥。清液进入厌氧氨氧化装置进行厌氧氨氧化脱氮反应，反应条件为DO＜0.5mg/L(通过曝气来调节)、温度T＝28℃、混合液悬浮物浓度MLSS＝2900mg/L，水停留时间HRT＝4.0h。五级部分硝化-厌氧氨氧化废水，出水氨氮浓度≤10mg/L，总氮TN≤25mg/L。
采用《水和废水监测分析方法》(第四版)中的方法，对上述实施例处理后的尾水的出水氨氮和总氮进行测量，测试结果如表1所示：
表1
氨氮mg/L 总氮mg/L
实施例1 ≤7.2 ≤26
实施例2 ≤1.2 ≤17.1
实施例3 ≤12.2 ≤28.4
实施例4 ≤12 ≤30
实施例5 ≤10 ≤25
上述实施例处理后均达到《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)的要求。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明采用多级部分硝化-厌氧氨氧化工艺来去除稀土尾水中的氨氮。第一步对稀土尾水进行预处理，得到理化环境适合后续部分硝化反应的预处理尾水。第二步，对预处理尾水进行多级硝化-厌氧氨氧化处理，即对预处理尾水先进行部分硝化处理，使部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，之后进行厌氧氨氧化处理，使得新生成的亚硝酸盐氮和剩余的部分氨氮反应，消耗掉全部的亚硝酸盐氮生成氮气，完成第一级部分硝化-厌氧氨氧化处理。由于第一级部分硝化-厌氧氨氧化处理结束后还会有未反应的氨氮，因此对第一级部分硝化-厌氧氨氧化处理后废水进行第二级部分硝化-厌氧氨氧化处理。第二级处理与第一级处理的处理流程一致，会进一步减少废水中氨氮的含量。经过多级部分硝化-厌氧氨氧化处理后，废水中的氨氮含量逐步减少，最终达到排放标准。利用本申请的氮脱除工艺，不用严格控制部分硝化反应进程得到氨氮与亚硝酸盐氮特定比例以满足厌氧氨氧化反应需要，降低了部分硝化反应控制难度，调控灵活，总氮去除效果好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种稀土尾水的氮脱除工艺，其特征在于，所述氮脱除工艺包括：
步骤S1，对稀土尾水进行预处理，得到预处理尾水；
步骤S2，对所述预处理尾水进行多级硝化-厌氧氨氧化处理，各所述硝化-厌氧氨氧化处理包括：
对待处理废水进行部分硝化以将其中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；
对所述部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到厌氧氨氧化废水；
第一级的所述硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化的所述待处理废水为所述预处理尾水，第N级的所述硝化-厌氧氨氧化处理的所述待处理废水为第N-1级的所述硝化-厌氧氨氧化处理得到的所述厌氧氨氧化废水，且N≥2。
2.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，各所述部分硝化进行时，控制所述待处理废水的溶解氧浓度为0.2～2.5mg/L。
3.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，各所述部分硝化进行时，控制所述待处理废水的水力停留时间为1.0～3.0h。
4.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，各所述厌氧氨氧化脱氮反应进行时，控制所述部分硝化反应废水的水力停留时间为2.0～4.0h。
5.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，所述稀土尾水中，氨氮浓度为60～400mg/L，COD≤100mg/L，NO3 --N≤50mg/L。
6.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，2≤N≤5。
7.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，所述步骤S2在各级硝化-厌氧氨氧化处理的部分硝化和厌氧氨氧化脱氮反应之间还包括对部分硝化后的混合液进行泥水分离得到所述部分硝化反应废水和硝化污泥的过程，优选所述氮脱除工艺还包括将各级硝化-厌氧氨氧化处理分离的所述硝化污泥返回相应的所述部分硝化反应阶段。
8.根据权利要求1所述的氮脱除工艺，其特征在于，所述步骤S1包括：
调节所述稀土尾水的pH至8.0～10后进行混凝沉淀过程，分离出悬浮物后得到所述预处理尾水，优选控制所述步骤S1的出水浊度≤5NTU。
9.一种稀土尾水的氮脱除系统，其特征在于，所述氮脱除系统包括：
预处理单元(100)，用于对稀土尾水进行预处理以得到预处理尾水；
硝化-厌氧氨氧化单元(200)，包括多级串联的硝化-厌氧氨氧化装置(210)，各所述硝化-厌氧氨氧化装置(210)包括：
硝化装置(211)，待处理废水在所述硝化装置(211)进行部分硝化反应以使所述待处理废水中的部分氨氮转换为亚硝酸盐氮，得到部分硝化反应废水；
厌氧氨氧化装置(213)，设置在所述硝化装置(211)的下游用于对所述部分硝化反应废水中的亚硝酸盐氮和氨氮进行厌氧氨氧化脱氮反应，得到含有厌氧氨氧化废水，
第一级的所述硝化-厌氧氨氧化装置(210)的硝化装置(211)与所述预处理单元(100)连接以使所述预处理尾水作为待处理废水，第N级的所述硝化-厌氧氨氧化装置(210)的硝化装置(211)与第N-1级的所述硝化-厌氧氨氧化装置(210)的厌氧氨氧化装置(213)连接，且N≥2。
10.根据权利要求9所述的氮脱除系统，其特征在于，所述预处理单元(100)包括：
调节池(110)，用于对所述稀土尾水进行pH调节；
混凝池(120)，与所述调节池(110)连接，用于对所述稀土尾水进行混凝处理得到混凝尾水；
第一沉淀池(130)，与所述混凝池(120)连接，用于对所述混凝尾水进行沉淀处理，得到所述预处理尾水。
11.根据权利要求9所述的氮脱除系统，其特征在于，各级所述硝化-厌氧氨氧化装置(210)还包括第二沉淀池(212)，设置在所述硝化装置(211)和所述厌氧氨氧化装置(213)之间用于对所述硝化反应得到的体系进行泥水分离得到所述部分硝化反应废水和硝化污泥，优选各级所述第二沉淀池(212)与相应的所述硝化装置(211)相连以将所述硝化污泥返回所述硝化装置(211)中。
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