[發明專利]一種同時去除含錳廢水中多種金屬離子的處理方法

有效

• 申請號: 201611174037.1
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106587430B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 劉正乾;閆婭慧;吳曉暉;涂嘉玲;崔玉虹;鄧琳;章北平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

本發明公開了一種同時去除含錳廢水中多種金屬離子的處理方法。該處理方法包括：首先在含錳廢水中加入高錳酸鹽，將含錳廢水中的錳離子氧化，Mn²⁺轉換為二氧化錳絮體；然后調節含錳廢水中的pH值為7.0～10.0；然后分別以200r/min～400r/min以及10r/min～30r/min的轉速攪拌，使得二氧化錳絮體相互碰撞而增大，而充分吸附含錳廢水中的錳離子以及其他共存的金屬離子；最后靜置含錳廢水30min以上，使得二氧化錳絮體沉降。本發明利用廢水中本身存在的鈣離子和鎂離子對二氧化錳的凝聚作用，在不投加混凝劑的條件下，除去含錳廢水中的金屬離子。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，更具體地，涉及一種含錳廢水的處理方法。

背景技術

近年來，錳、鎳、鎘和鉻等重金屬引發的水污染事件頻繁發生，引起社會各界的高度重視。錳濃度過高會引起水質的惡化，產生“黑水”和“黃水”現象。人體長期攝入過量的錳會造成相關器官的病變，引起慢性中毒。同樣，少量鎳、鉻和鎘的攝入也會使人體產生過敏反應，有可能引起嚴重的病變，甚至癌癥。鎘會在人體內蓄積，而且很難通過新陳代謝排出體外。自然界中錳存在的價態較多，主要有+2、+3、+4和+7價，其中+2和+4價較為穩定。

國內外學者對含錳廢水的重金屬污染的處理問題做了大量的研究，目前除錳常用方法有生物法、接觸氧化法以及化學法。化學法通常利用二氧化氯、臭氧、過氧化氫和高錳酸鹽的強氧化性將二價錳離子氧化為二氧化錳，通過絮凝沉淀或者過濾去除。由于其高昂的生產運行費用，臭氧氧化法較少被采用；二氧化氯易與水體中的有機物反應生成消毒副產物，因此該方法也逐漸被淘汰；高錳酸鹽在中性條件下依然具有較強的氧化能力，可以和二價錳發生歸中反應生成二氧化錳。

受重金屬污染的水體中往往重金屬離子成分復雜，如錳礦開采和冶煉廢水中不僅含有高濃度的錳，同時還共存了鎳、鉻、鎘和銅等多種重金屬離子。而原位生成的二氧化錳具有較大的比表面積，同時其表面含有豐富的羥基基團，這使得原位生成的二氧化錳具有良好的吸附性能，可用于吸附去除水中共存的錳、鎳、鎘和鉻等重金屬。較其他氧化劑而言，高錳酸鹽氧化二價錳離子能生成更多的二氧化錳，從而有利于多種金屬離子的同步去除。

然而，雖然污水中的二氧化錳本身具有一定的助凝作用，但是效果比較有限，在試驗研究和實際工程應用中需要投加一定量的混凝劑以促進二氧化錳的混凝沉淀，達到縮短水力停留時間、降低出水濁度的目的。然而由于需要投加混凝劑，增加了工藝的復雜性，并且也提高了處理成本。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種含錳廢水的處理方法，其目的在于采用高錳酸鹽氧化Mn²⁺生成較多的二氧化錳，利用廢水中本身存在的鈣離子和鎂離子對二氧化錳的凝聚作用，在不投加混凝劑的條件下，同步除去含錳廢水中的錳以及共存的鎳鉻和鎘金屬離子。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種含錳廢水的處理方法，處理前的含錳廢水包括濃度大于4mg/L的Mn²⁺，所述處理方法包括以下步驟：

(1)在含錳廢水中加入高錳酸鹽，使得所述高錳酸鹽與含錳廢水中的Mn²⁺的摩爾比為2:3～2:5，將含錳廢水中的Mn²⁺氧化并轉換為二氧化錳絮體；然后調節含錳廢水中的pH值為7.0～10.0，使得二氧化錳絮體表面的電負性增量，增強二氧化錳絮體對金屬離子的吸附能力；

(2)以200r/min～400r/min的轉速攪拌含錳廢水10min～30min，使得二氧化錳絮體初步吸附金屬離子，同時使得二氧化錳絮體相互碰撞而增大；

(3)以10r/min～30r/min的轉速攪拌含錳廢水2min～8min，使得增大的二氧化錳絮體充分吸附含錳廢水中的金屬離子；

(4)將含錳廢水靜置30min以上，使得吸附了金屬離子的二氧化錳絮體沉降。