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内蒙古包头某稀土厂用P507+NaOH+煤油+HCl钠皂化体系对稀土矿物质进行分离萃取，产生的稀土钠皂化废水呈酸性，浑浊，氯化钠的浓度较高，硬度大，还有油类和氨氮等污染物。为了降低对环境的污染和减少资源的浪费，本课题选用双极膜电渗析技术处理稀土钠皂化废水，将废水中的氯化钠转化为氢氧化钠和盐酸回用，同时使处理后的稀土钠皂化废水能够达到工业循环冷却水的水质指标。但是由于双极膜电渗析装置对进水水质有一定的要求，所以必须对原水进行预处理。通过分析原水的污染情况，决定采用苛性钠-纯碱药剂软化法+改性沸石/活性炭吸附除油的处理工艺预先处理稀土钠皂化废水，使废水中的硬度、油类、COD和浊度等指标大幅度降低，达到双极膜电渗析器的进膜要求。在苛性钠-纯碱软化稀土钠皂化废水的实验中，通过单因素和正交实验研究了Na2CO3投加量、搅拌时间、NaOH用量和沉淀时间4个因素对硬度软化效率的影响，并得出了最佳的处理条件为：Na2CO3投加量为0.65g/L，NaOH用量1.1g/L，沉淀时间40min，搅拌时间20min。在此条件下，稀土钠皂化废水中硬度的软化效率达到了92.6%，废水中的总硬度从935mg/L降低到了69.2mg/L。在改性沸石和椰壳活性炭联合除油的实验中，研究了HDTMA改性剂浓度，改性时间，改性沸石和椰壳活性炭用量，吸附温度，吸附时间和废水pH对除油效率的影响，从而得出最佳条件。在最佳条件下，改性沸石对稀土钠皂化废水中油的去除率达到了81.6%，而椰壳活性炭的除油率为94.2%，联合处理后废水中油的浓度降到了0.137mg/L完全小于1mg/L，达到了双极膜电渗析器的进膜要求。同时处理后的废水通过结垢预测得知在膜表面无结垢趋势，这为双极膜电渗析的稳定运行提供了保障。在用三室式双极膜电渗析处理废水的实验中，研究了初始酸碱浓度和电流等操作条件对转化过程中的膜堆电压、酸碱产量、电流效率和能耗的影响，从而确定出最佳条件为电流25A，初始酸碱浓度0.3mol/L。然后在此条件下，延长反应时间至5h，研究了稀土钠皂化废水的处理情况，实验结果表明：废水中的NaCl浓度从118g/L直接降至893mg/L，处理后废水的各项指标都完全达到了工业循环冷却水的水质标准，同时回收的盐酸和氢氧化钠浓度分别可达到1.78mol/L和2.12mol/L。