一种同时去除含锰废水中多种金属离子的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种同时去除含锰废水中多种金属离子的处理方法。该处理方法包括：首先在含锰废水中加入高锰酸盐，将含锰废水中的锰离子氧化，Mn2+转换为二氧化锰絮体；然后调节含锰废水中的pH值为7.0～10.0；然后分别以200r/min～400r/min以及10r/min～30r/min的转速搅拌，使得二氧化锰絮体相互碰撞而增大，而充分吸附含锰废水中的锰离子以及其他共存的金属离子；最后静置含锰废水30min以上，使得二氧化锰絮体沉降。本发明专利技术利用废水中本身存在的钙离子和镁离子对二氧化锰的凝聚作用，在不投加混凝剂的条件下，除去含锰废水中的金属离子。

Method for simultaneously removing various metal ions in manganese containing waste water

The invention discloses a method for treating a plurality of metal ions in the wastewater containing manganese at the same time. The processing method comprises the following steps: firstly, adding potassium permanganate in manganese containing wastewater containing manganese oxide, manganese ions in the wastewater, Mn2+ into manganese dioxide flocculate; and then adjust the manganese containing wastewater pH value of 7 ~ 10; then mixing with 200r/min ~ 400r/min and 10r/min ~ 30r/min speed respectively, the flocs are manganese dioxide the collision increases, and fully absorb the manganese ion in wastewater containing manganese and other coexisting metal ions; finally standing above 30min manganese containing wastewater, the manganese dioxide floc settling. The invention utilizes the calcium ion and magnesium ion in the waste water to coagulate the manganese dioxide, and removes the metal ions in the wastewater containing manganese without adding coagulant.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，更具体地，涉及一种含锰废水的处理方法。
技术介绍
近年来，锰、镍、镉和铬等重金属引发的水污染事件频繁发生，引起社会各界的高度重视。锰浓度过高会引起水质的恶化，产生“黑水”和“黄水”现象。人体长期摄入过量的锰会造成相关器官的病变，引起慢性中毒。同样，少量镍、铬和镉的摄入也会使人体产生过敏反应，有可能引起严重的病变，甚至癌症。镉会在人体内蓄积，而且很难通过新陈代谢排出体外。自然界中锰存在的价态较多，主要有+2、+3、+4和+7价，其中+2和+4价较为稳定。国内外学者对含锰废水的重金属污染的处理问题做了大量的研究，目前除锰常用方法有生物法、接触氧化法以及化学法。化学法通常利用二氧化氯、臭氧、过氧化氢和高锰酸盐的强氧化性将二价锰离子氧化为二氧化锰，通过絮凝沉淀或者过滤去除。由于其高昂的生产运行费用，臭氧氧化法较少被采用；二氧化氯易与水体中的有机物反应生成消毒副产物，因此该方法也逐渐被淘汰；高锰酸盐在中性条件下依然具有较强的氧化能力，可以和二价锰发生归中反应生成二氧化锰。受重金属污染的水体中往往重金属离子成分复杂，如锰矿开采和冶炼废水中不仅含有高浓度的锰，同时还共存了镍、铬、镉和铜等多种重金属离子。而原位生成的二氧化锰具有较大的比表面积，同时其表面含有丰富的羟基基团，这使得原位生成的二氧化锰具有良好的吸附性能，可用于吸附去除水中共存的锰、镍、镉和铬等重金属。较其他氧化剂而言，高锰酸盐氧化二价锰离子能生成更多的二氧化锰，从而有利于多种金属离子的同步去除。然而，虽然污水中的二氧化锰本身具有一定的助凝作用，但是效果比较有限，在试验研究和实际工程应用中需要投加一定量的混凝剂以促进二氧化锰的混凝沉淀，达到缩短水力停留时间、降低出水浊度的目的。然而由于需要投加混凝剂，增加了工艺的复杂性，并且也提高了处理成本。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种含锰废水的处理方法，其目的在于采用高锰酸盐氧化Mn2+生成较多的二氧化锰，利用废水中本身存在的钙离子和镁离子对二氧化锰的凝聚作用，在不投加混凝剂的条件下，同步除去含锰废水中的锰以及共存的镍铬和镉金属离子。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种含锰废水的处理方法，处理前的含锰废水包括浓度大于4mg/L的Mn2+，所述处理方法包括以下步骤：(1)在含锰废水中加入高锰酸盐，使得所述高锰酸盐与含锰废水中的Mn2+的摩尔比为2:3～2:5，将含锰废水中的Mn2+氧化并转换为二氧化锰絮体；然后调节含锰废水中的pH值为7.0～10.0，使得二氧化锰絮体表面的电负性增量，增强二氧化锰絮体对金属离子的吸附能力；(2)以200r/min～400r/min的转速搅拌含锰废水10min～30min，使得二氧化锰絮体初步吸附金属离子，同时使得二氧化锰絮体相互碰撞而增大；(3)以10r/min～30r/min的转速搅拌含锰废水2min～8min，使得增大的二氧化锰絮体充分吸附含锰废水中的金属离子；(4)将含锰废水静置30min以上，使得吸附了金属离子的二氧化锰絮体沉降。优选地，在所述步骤(1)之前，还包括调节含锰废水中Ca2+的浓度a、及Mg2+浓度b，使得Ca2+以及Mg2+的浓度满足13.75a+b≥18.7。作为进一步优选地，调节的含锰废水中，所述Ca2+的浓度满足a≥1.36，或者Mg2+的浓度满足b≥18.7。优选地，所述金属离子为锰离子、镍离子、镉离子或铬离子。作为进一步优选地，所述处理前的含锰废水包括浓度大于100mg/L的Mn2+，所述镍离子的浓度为3mg/L以下，所述镉离子的浓度为8mg/L以下。优选地，在所述步骤(1)中还包括：以200r/min～400r/min的转速搅拌10s～5min。优选地，在所述步骤(2)和步骤(3)之间，还包括：以40r/min～100r/min的转速搅拌2min～10min，使得二氧化锰絮体相互碰撞而继续增大，同时防止已经增大的二氧化锰絮体破碎。作为进一步优选地，所述搅拌的温度大于4℃。优选地，在所述步骤(4)之后还包括，除去沉降的二氧化锰絮体。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、本专利技术通过在处理过程中加入高锰酸盐，氧化去除水中高浓度二价锰离子的同时生成二氧化锰，原位生成的二氧化锰具有较强的吸附性能，可通过吸附同步去除水体中残余锰、镍、镉和铬等重金属；经验证，对锰和镍的去除效果分别高达98％和79％以上，镉、铬的去除率分别可达80％和40％以上；2、本专利技术可以充分利用含锰废水中本身存在的钙离子和镁离子有效促进二氧化锰的絮凝沉淀、减小二氧化锰的比表面积，有利于降低处理水浊度；从而在水处理过程中无需额外投加混凝剂，节省药剂投加，简化工艺流程，降低处理成本；本专利技术所需的钙镁离子含量都比较少，适用于大多数的含锰废水，例如锰矿区受污染的水体和电解锰行业废水。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术的主要反应原理为：2MnO4-+3Mn2++2H2O＝5MnO2+4H+，高锰酸盐氧化二价锰离子生成二氧化锰，利用二氧化锰的吸附性去除水体中残余锰以及镍、镉和铬等重金属，同时利用水体中存在的钙离子和镁离子显著促进二氧化锰的絮凝沉淀，降低了出水浊度。本专利技术提供了一种含锰废水的处理方法，所述处理前的含锰废水包括浓度大于4mg/L的Mn2+，amg/L的Ca2+以及bmg/L的Mg2+，且Ca2+的浓度满足a≥1.36，或Mg2+的浓度满足b≥18.7，或两者的浓度共同满足13.75a+b≥18.7，若所述含锰废水不满足上述条件，可通过加入适量钙盐和/或镁盐使其满足13.75a+b≥18.7；所述处理方法包括以下步骤：(1)在含锰废水中加入高锰酸盐，使得所述高锰酸盐与Mn2+的摩尔比为2:3～2:5，将含锰废水中的重金属氧化，锰离子转换为二氧化锰絮体；然后调节含锰废水中的pH值为7.0～10.0，使得二氧化锰絮体表面的电负性增量，增强二氧化锰絮体对金属离子的吸附能力；(2)以200r/min～400r/min的转速搅拌含锰废水10min～30min，使得二氧化锰絮体相互碰撞而增大，并初步吸附含锰废水中的金属离子，如锰、镍和镉；(3)以10r/min～30r/min的转速搅拌含锰废水2min～8min，使得增大的二氧化锰絮体进一步吸附含锰废水中的金属离子，同时防止增大的二氧化锰破碎；(4)将含锰废水静置30min以上，使得吸附了金属离子的二氧化锰絮体沉降；除去沉降的二氧化锰絮体，完成含锰废水中多种金属离子的同步处理。其中，在步骤(1)中，可以同时以200r/min～400r/min的转速搅拌10s～5min，以促进高锰酸盐在含锰废水中充分溶解，在步骤(2)和步骤(3)之间，还可以包括：以40r/min～100r/min的转速搅拌2min～10min，使得二氧化锰絮体相互碰撞而进一步继续增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除含锰废水中金属离子的处理方法，所述含锰废水包括浓度大于4mg/L的Mn2+，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：(1)在含锰废水中加入高锰酸盐，使得所述高锰酸盐与含锰废水中的Mn2+的摩尔比为2:3～2:5，将含锰废水中的Mn2+氧化并转换为二氧化锰絮体；然后调节含锰废水中的pH值为7.0～10.0，使得二氧化锰絮体表面的电负性增量，增强二氧化锰絮体对金属离子的吸附能力；(2)以200r/min～400r/min的转速搅拌含锰废水10min～30min，使得二氧化锰絮体初步吸附金属离子，同时使得二氧化锰絮体相互碰撞而增大；(3)以10r/min～30r/min的转速搅拌含锰废水2min～8min，使得增大的二氧化锰絮体充分吸附含锰废水中的金属离子；(4)将含锰废水静置30min以上，使得吸附了金属离子的二氧化锰絮体沉降。

【技术特征摘要】
1.一种去除含锰废水中金属离子的处理方法，所述含锰废水包括浓度大于4mg/L的Mn2+，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：(1)在含锰废水中加入高锰酸盐，使得所述高锰酸盐与含锰废水中的Mn2+的摩尔比为2:3～2:5，将含锰废水中的Mn2+氧化并转换为二氧化锰絮体；然后调节含锰废水中的pH值为7.0～10.0，使得二氧化锰絮体表面的电负性增量，增强二氧化锰絮体对金属离子的吸附能力；(2)以200r/min～400r/min的转速搅拌含锰废水10min～30min，使得二氧化锰絮体初步吸附金属离子，同时使得二氧化锰絮体相互碰撞而增大；(3)以10r/min～30r/min的转速搅拌含锰废水2min～8min，使得增大的二氧化锰絮体充分吸附含锰废水中的金属离子；(4)将含锰废水静置30min以上，使得吸附了金属离子的二氧化锰絮体沉降。2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中还包括以200r/min～400...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正乾，闫娅慧，吴晓晖，涂嘉玲，崔玉虹，邓琳，章北平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42