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硫铵废水是稀土生产过程的主要水污染源,具有钙、镁离子和氨氮浓度较高的特点,到目前为止,国内外处理稀土废水的案例较少,废水排放后对周围环境造成严重污染。由于实际工艺中采用的是电渗析—蒸发浓缩法处理废水,因此前期需对废水中的钙镁进行去除,以减少结垢对蒸发或膜法处理工艺的影响。针对稀土废水处理的难点,本课题以硫铵废水为研究对象,分别采用一步沉淀法和分步沉淀法两种方案对其进行预处理,降低废水中的钙镁含量,通过对比两种方案的钙镁去除效果以及经济效益,最终选择分步沉淀法。一步沉淀法,即在废水中加入草酸或碳酸氢铵,产生钙镁离子的沉淀,研究了pH和沉淀剂投加量对钙镁离子去除效果的影响,并对两种沉淀剂的处理效果进行比较,得出以下结论:(1)在pH=9.0,n(H2C2O4):n(Ca2++Mg2+)=1:1的条件下采用草酸作为沉淀剂进行实验,Ca2+去除率达到99.1%,此时Mg2+去除率仅为36.8%,Mg2+去除效果较差。产生的沉淀物为草酸钙水合物、草酸镁水合物和硫酸铵。(2)在pH=9.0,n(NH4HCO3):n(Ca2++Mg2+)=2:1的条件下选择碳酸氢铵作为沉淀剂进行实验,Ca2+去除率为72.2%;Mg2+去除率为50.1%。产生的沉淀物白云石(Ca Mg(CO3)2)和硫酸镁水合物(MgSO4·7H2O),无法回收再利用。分步沉淀法,即在废水中先后加入草酸和磷酸盐,分别得到草酸钙和磷酸铵镁沉淀,研究了pH值、沉淀剂投加量、陈化时间及晶种加入量对钙镁去除效果的影响。结果表明,除钙阶段的最佳反应条件为:晶种(草酸钙)加入量为1.5‰,pH=7.5,n(H2C2O4):n(Ca2+)=1.2:1,搅拌陈化2h,Ca2+去除率达到92.2%,此时的Mg2+浓度几乎没有变化;对除钙后废水进行MAP法除镁处理的最佳反应条件为:pH=7.5,n(NH4H2PO4):n(Mg2+)=0.9:1,搅拌陈化2h,Ca2+去除率达到81.8%,Mg2+去除率达到98.1%;X衍射结果表明沉淀物分别为较为纯净的CaC2O4和MgNH4PO4·6H2O;对除钙阶段产生的草酸钙进行草酸再生实验,实验结果表明草酸钙转化率可以达到74%,在可接受的范围内,认为草酸再生工艺是可行的。