[發明專利]一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法

有效

• 申請號: 201310434654.0
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103508518A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 曹陽;張燕玲;劉緣緣
• 申請（專利權）人: 云南昆鋼水凈化科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/64;C02F103/06
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本發明涉及一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，屬于環境科學技術領域。

背景技術

我國地下水資源約占全部水資源的31％，廣泛應用于日常生活和生產。一些城市地下水中鐵和錳嚴重超標，尤其是被垃圾滲濾液污染的地下水中Fe²⁺、Mn²⁺達到30～50mg/L，此外，很多煤礦的礦井水中也含有鐵、錳，直接影響人們的生活和生產。常規的除鐵錳的方法有混凝沉淀、過濾、離子交換等等，但這些方法去除效率低，且不經濟，因此迫切需要尋找新的高效、廉價的處理方法。

由于鐵屑對水中污染物有著高效、持久的處理效果，鐵碳微電解作用又可加強去除效果，基于經濟、環保、高效的原則，探索廢鐵屑、干熄焦粉去除水中Fe²⁺、Mn²⁺的可行性和有效性，可為地下水污染修復提供可靠技術支持。隨著該處理技術的不斷發展，會使鐵碳微電解成為頗具競爭力的水處理方法之一。

發明內容

為解決現有技術不能高效、廉價處理廢水中鐵、錳，從而導致地下水中鐵、錳含量增加，直接影響水資源利用等問題，本發明提供一種能對高濃度鐵錳廢水進行有效且經濟的處理方法，以避免鐵錳進入地下水資源而影響人們的生活和生產。

本發明通過下列技術方案實現：一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于經過下列各步驟：

（1）將含高濃度鐵錳的廢水經常規預處理，去除顆粒雜質，并調整廢水的pH為4～6；

（2）在步驟（1）預處理的廢水中，按固液比為30～50g/L的量加入鐵和碳，且鐵和碳的質量比為1:1，之后在150～200r/min的震蕩攪拌速度下，進行鐵碳微電解1～8h，經固液分離，得去除鐵錳的水。

所述步驟（1）的預處理是采用常規的格柵截留、沉淀或絮凝沉淀分離的方式，去除廢水中的顆粒雜質，保證廢水能夠滿足微電解處理時的要求和保證鐵碳微電解的反應床不被顆粒雜質堵塞。

所述步驟（1）的廢水pH調整，是通過加入氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氧化鈣、氫氧化鈣溶液中的一種或幾種來調節的，使一部分鐵或者錳以沉淀的形式被除去，以縮短鐵碳微電解反應時間，提高廢水處理效果。

所述步驟（2）的鐵碳微電解時，從室溫升溫至40℃，能強化該反應的進行。

所述步驟（2）的鐵碳微電解為單級或者多級反應，每級反應時間為10min～150min。

所述步驟（2）的固液分離是常規的過濾、抽濾、壓濾、膜分離中的一種或幾種的任意組合。

所述步驟（2）的鐵是鑄鐵屑、金屬鐵、含碳金屬鐵中的一種或幾種。

所述步驟（2）的碳是焦化生產中的干熄焦粉末、電廠中的粉煤灰或活性炭。

本發明的目的是基于經濟、環保、高效的原則，以微電解的原理處理含高濃度鐵錳廢水，特別適用于弱酸性高濃度鐵錳廢水的處理，本發明的方法能達到污水綜合排放標準GB8978-1996。微電解法具有使用范圍廣、工藝簡單、處理效果好、能耗低等特點，其原理是利用鐵碳微粒之間存在電位差形成無數個細微原電池，以廢水為電解質溶液，發生電化學反應來處理含高濃度鐵錳的廢水。

原含高濃度鐵錳廢水的pH約為4～6，屬于弱酸性，鐵碳在此條件下存在電極電位差，在廢水中會形成無數個微原電池。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，其反應過程如下：

陽極（Fe）：Fe-2e→Fe²⁺；

陰極（C）：2H⁺+2e→2[H]→H₂；

鐵、錳離子+ne→鐵錳單質；

此反應中有震蕩發生，因此，廢水中還有如下反應：

O₂+4H⁺+4e→2H₂O，

O₂+2H₂O+4e→4OH^-。

本發明的優勢在于：（1）利用鐵碳微電解原理來處理高濃度的鐵錳廢水，更加高效、經濟、環保，其出水能達到污水綜合排放標準GB8978-1996；（2）本發明解決了常規除鐵錳方法（混凝沉淀、過濾、離子交換等）存在的去除效率低且不經濟等問題；本發明的方法簡單可行、處理成本低、處理效率高；（3）含高濃度鐵錳廢水中鐵的去除率達95%左右，錳的去除率達60%以上；（4）鐵碳微電解之后的固體，可回收鐵、錳金屬，達到資源回收利用的目的。

附圖說明

圖1是含高濃度鐵錳廢水處理方法的工藝流程圖。