本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种稀土工业酸性废水重金属处理方法。
背景技术：
我国稀土储量大，但采用传统的物理选矿法富集稀土，效率低，只能采用化学浸出的方法。其提取工艺流程包括原矿浸出、浸出液除杂、从浸出液中提取稀土等步骤，最终获得混合稀土碳酸盐、氧化物或氯化物等稀土产品。稀土产品的浸出、除杂、沉淀等过程都需要投入大量的原料试剂，导致在生产过程中会产生大量废水和废渣，严重污染生态环境，极大制约着稀土产业的可持续发展。因此，解决稀土工业的环境污染问题，实现稀土资源的清洁高效利用和可持续发展，是我国稀土产业发展面临的重大难题。
中国专利cn201410041557.x公开了一种稀土工业废水除重金属的方法，利用功能纳米材料为吸附剂，通过化学吸附作用，深度处理稀土工业废水中的氯、钠、钙及重金属等离子；功能纳米材料指带有功能基团(如硫酸基、硫基、胺基、羧酸基、磷酸基等)的纳米材料。专利cn201610851421.4公开了一种稀土重金属废液处理方法，包括如下步骤：s01：扩散渗析；s02：预处理；s03：双极膜电渗析；其中s02：预处理，包括如下步骤：s021：碱中和；s022：纳滤分离；s023：ss吸附；s024：na树脂软化；s025：均相电渗析。涉及仪器昂贵精密。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明公开了一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，废水经中和后，加入聚合硫酸铁，并结合电泳技术对废水中重金属离子、有机物进行去除，然后继续加入碳酸钠，降低废水的硬度，最后加入硅酸镁钠和聚丙烯酰胺，对废水中粒径较小的金属离子进行去除。该方法简单易行，重金属去除效果好。经过本发明处理后，排放到环境中的水质中重金属含量达到排放标准。
本发明的技术方案如下：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置30～40min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至8～10；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以400～500rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为30～50min，然后静置10-30min；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以500-600rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，搅拌均匀后调节ph至11～12，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为1-5min，进行周期换向电凝聚反应30～60min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以200～300rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，间隔5-10min后再投入聚丙烯酰胺溶液，搅拌反应10～20min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。
作为本发明的进一步说明：步骤(2)中所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为1.5～3.5％，其添加流量为10～50l/h。
作为本发明的进一步说明：步骤(2)中控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.1-0.5g/l。
作为本发明的进一步说明：步骤(3)中粉状碳酸钠添加质量为废水质量的2～8％。
作为本发明的进一步说明：步骤(3)中所述电凝聚反应其电压强度为0.5-2v/cm，电流为1.5-3a，功率为300-800w。
作为本发明的进一步说明：步骤(3)中进行周期换向电凝聚反应时，对废水进行曝气，控制曝气量为1-5l/m3·min。
作为本发明的进一步说明：步骤(4)中硅酸镁钠粉末的添加质量为废水质量的0.5～1.5％。
作为本发明的进一步说明：步骤(4)中聚丙烯酰胺溶液的质量浓度为0.1～0.5％，其添加流量为20～80l/h。
作为本发明的进一步说明：步骤(4)中控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.02-0.1g/l。
本发明的技术原理如下：
在酸性废水中，重金属主要以离子形式存在，将废水的ph值调整至碱性，并引入大量的氢氧根离子，可以有效的将一部分重金属以氢氧化物的形式沉淀除去，且废水中存在氯离子和氟离子等配位体，能与重金属离子络合成可溶物，增大氢氧化物的溶解度，所以控制ph很重要。
聚合硫酸铁为废水处理常用絮凝沉淀剂，对废水中铁离子、色度、臭味、有机物等具有一定的去除效果。电泳技术是重金属去除的新技术，在废水中加入聚合硫酸铁，将废水中大部分的有机物和重金属离子进行吸附，再通过电泳技术的复合使用，能有效分配聚合硫酸铁中中离子电位，加大聚合硫酸铁对重金属离子、有机物等物质的吸附，增加废水处理的效率。
碳酸钠与废水中钙离子反应生成大量的碳酸钙沉淀，可降低废水中硬度，同时还与pb、zn、cd等生成碳酸盐沉淀将其从废水中去除。
电凝聚法是近年发展起来的重金属废水处理方法，它是利用电解氧化铁板或铝板等生成fe2+、fe3+或al3+，经一系列水解、聚合成为各种羟基络合物以及多核羟基络合物的凝聚剂，可吸附金属氢氧化物形成共絮体。它具有在同一ph值条件下能够去除废水中几种重金属离子的特点。
硅酸镁钠是一种无机高分子化合物，其具有优良的三维空间，具有良好的吸附能力，经反应池、沉淀池处理后的水中残留的重金属与硅酸镁钠发生絮凝作用，在不断搅拌的情况下，硅酸镁钠与重金属、无机物不断接触，絮凝胶团不断增大，形成难溶的非晶态化合物，可通过澄清分层的作用实现重金属、无机物的有效去除。
投加聚丙烯酰胺可以除去水中粒径＞100μm的沉淀颗粒，增大絮体颗粒，提高沉淀分离效果，使重金属能有效去除，加快沉淀效率。废水经过层层处理后达到排放标准。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用物理和电化学联合处理法，对稀土工业酸性废水中重金属去除率达99.9％以上，可以有效防治稀土工业排放水的重金属污染。
(2)本发明可实现连续作业，处理效率高、效果好，适合大规模的稀土重金属污水处理。
(3)本发明设备简单、操作简便、处理成本低，可在稀土工厂中推广使用。
具体实施方式
实施例1：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置30min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至9；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为30min，然后静置20min，所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为2％，其添加流量为30l/h，控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.3g/l；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以600rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，粉状碳酸钠添加质量为废水质量的4％，搅拌均匀后调节ph至12，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为2min，电压强度为2v/cm，电流为3a，功率为600w，进行周期换向电凝聚反应40min，同时对废水进行曝气，控制曝气量为4l/m3·min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以300rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，添加质量为废水质量的1.2％，间隔10min后再投入质量浓度为0.2％的聚丙烯酰胺溶液，其添加流量为50l/h，控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.05g/l，搅拌反应20min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。
实施例2：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置40min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至8；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以400rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为40min，然后静置20min，所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为1.5％，其添加流量为50l/h，控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.1g/l；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，粉状碳酸钠添加质量为废水质量的2％，搅拌均匀后调节ph至11，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为1min，电压强度为0.5v/cm，电流为1.5a，功率为300w，进行周期换向电凝聚反应60min，同时对废水进行曝气，控制曝气量为1l/m3·min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以200rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，添加质量为废水质量的1.5％，间隔5min后再投入质量浓度为0.5％的聚丙烯酰胺溶液，其添加流量为20l/h，控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.1g/l，搅拌反应10min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。
实施例3：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置35min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至10；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为50min，然后静置10min，所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为3.5％，其添加流量为10l/h，控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.5g/l；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，粉状碳酸钠添加质量为废水质量的8％，搅拌均匀后调节ph至12，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为5min，电压强度为2v/cm，电流为3a，功率为800w，进行周期换向电凝聚反应30min，同时对废水进行曝气，控制曝气量为2l/m3·min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以300rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，添加质量为废水质量的1.5％，间隔5min后再投入质量浓度为0.3％的聚丙烯酰胺溶液，其添加流量为30l/h，控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.02g/l，搅拌反应20min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。
实施例4：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置30min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至8；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以400rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为30min，然后静置30min，所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为2.5％，其添加流量为20l/h，控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.2g/l；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，粉状碳酸钠添加质量为废水质量的6％，搅拌均匀后调节ph至12，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为4min，电压强度为1.5v/cm，电流为2.5a，功率为500w，进行周期换向电凝聚反应40min，同时对废水进行曝气，控制曝气量为3l/m3·min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以300rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，添加质量为废水质量的0.8％，间隔8min后再投入质量浓度为0.4％的聚丙烯酰胺溶液，其添加流量为60l/h，控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.06g/l，搅拌反应15min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。
实施例5：
一种稀土工业酸性废水重金属处理方法，包括以下步骤：
(1)将废水隔油后输送至混合池中，静置30min后，将上层废水继续输送至中和池中，加入浓度为5mol/l的氢氧化钠溶液，调节ph至9.5；
(2)将中和池中的废水引进搅拌池中，加入聚合硫酸铁溶液，启动搅拌装置，以400rpm的速度进行搅拌，搅拌时间为30min，然后静置15min，所述聚合硫酸铁溶液的质量浓度为3％，其添加流量为25l/h，控制聚合硫酸铁在废水中的终浓度为0.4g/l；
(3)将搅拌池上层澄清液引入电凝聚池中，同时开启搅拌装置，以500rpm的速度进行搅拌，投入粉状碳酸钠，粉状碳酸钠添加质量为废水质量的5％，搅拌均匀后调节ph至11，开启电凝聚装置，控制电流换向周期为2.5min，电压强度为2v/cm，电流为1.5a，功率为400w，进行周期换向电凝聚反应50min，同时对废水进行曝气，控制曝气量为2.5l/m3·min；
(4)将电凝聚反应后的废水引流至混凝池中，以200rpm的速度不断进行搅拌，投入硅酸镁钠粉末，添加质量为废水质量的0.5％，间隔5min后再投入质量浓度为0.3％的聚丙烯酰胺溶液，其添加流量为70l/h，控制聚丙烯酰胺在废水中的终浓度为0.05g/l，搅拌反应15min；
(5)混凝池中液体采用泵输送至自浮槽实现浮渣和水的分离，自浮槽出水进入砂滤池，经砂率后调节ph至中性得到达标排放水，即完成对稀土工业酸性废水中重金属的去除处理。