一种酸性矿山废水的处理方法技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，提供了一种酸性矿山废水的处理方法。本发明专利技术提供的处理方法将酸性矿山废水中的二价金属离子和三价金属离子的摩尔比控制在合适的范围内，并两次调整废水的pH值，调整后的废水pH值不超过9.0，在两次调整废水pH值的过程中形成稳定的层状双层氢氧化物以除去大部分Mn

【技术实现步骤摘要】
一种酸性矿山废水的处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，尤其涉及一种酸性矿山废水的处理方法。

技术介绍

[0002]矿山开采会导致硫化矿物在空气、水和微生物的作用下，发生一系列溶浸、氧化、水解等物理化学反应，形成pH值较低的(pH在2.5～5.5间)高硫酸根、高金属离子含量的废水，其中，金属离子包括Al
3+
、Mg
2+
、Fe
3+
、Mn
2+
等。这些金属离子中的重金属离子(如Mn
2+
离子)作为酸性矿山废水主要的污染物组成部分，其对环境造成的污染性难以忽视。上述废水长期积存在废弃矿坑中，又增加了重金属离子渗入土壤深层污染周边水源的风险，同时，重金属离子通过水源被生物体摄入，最终会在人体内积累并引发多种疾病。
[0003]目前，针对酸性矿山废水(AMD)中的Mn
2+
离子污染，研究人员开发出了多种主动和被动处理方法。在这些处理方法中，以化学中和法为主的被动处理方法由于其环境适应性强、处理效率高等优势被广泛使用。化学中和法去除废水中Mn
2+
的主要方式为通过化学反应形成相应的金属氢氧化物、氧化物、碳酸盐或硫化物的沉淀，使其从废水中分离出来。
[0004]现有技术中，采用化学中和法处理Mn
2+
离子的方式有多种，例如，含氧石灰石对Mn
2+
离子具有很好的去除效果，美国俄亥俄州的东部建立了利用石灰岩的处理系统，用于处理煤矿开采时产生的酸性矿山废水。此外，还有技术人员采用氨和CO2混合气处理酸性矿山废水以达到去除Mn
2+
离子的目的。但是，由于Mn
2+
离子开始沉淀时体系的pH值为9.0，完全沉淀时体系的pH值为10.0。根据GB 8978
‑
1996《污水综合排放标准》的二级标准要求，处理后的废水需要满足以下条件才能进行排放：Mn
2+
离子的排放浓度需要控制在2.0mg/L以下，并且处理后的废水pH值需要满足在6.0～9.0的范围内。采用上述处理方法将废水中Mn
2+
离子去除后，处理后的废水的pH值达到了9.0以上，无法直接排放，需要加酸反调，使处理后的废水pH值达标后才能排放，这极大地增加了废水的处理成本。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种酸性矿山废水的处理方法。本专利技术提供的方法可以在pH小于等于9.0的情况下去除废水中的Mn
2+
离子，无需加酸反调，降低了污水的处理成本。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种酸性矿山废水的处理方法，包括以下步骤：
[0007]将酸性矿山废水的pH值调节为4.0～5.0，进行诱导反应，得到第一预处理废水；所述酸性矿山废水中二价金属离子和三价金属离子的摩尔比为2～5；
[0008]将所述第一预处理废水的pH值调节为8.4～9.0，进行共沉淀反应，然后进行第一固液分离，得到第二预处理废水；
[0009]将所述第二预处理废水和氧化剂混合进行氧化反应，然后进行第二固液分离，得到的清液排放；
[0010]所述酸性矿山废水中的二价金属离子包括Mn
2+
离子；
[0011]所述清液中Mn
2+
离子的浓度≤2.0mg/L。
[0012]优选的，所述酸性矿山废水的pH值为2.5～3.5，所述酸性矿山废水中的二价金属离子还包括Mg
2+
、Zn
2+
、Fe
2+
、Cu
2+
、Co
2+
、Ni
2+
和Ca
2+
离子的一种或多种，所述酸性矿山废水中的三价金属离子包括Al
3+
、Fe
3+
、Co
3+
、Ni
3+
、Cr
3+
、Mn
3+
、Ca
3+
和In
3+
离子的一种或多种；所述酸性矿山废水中的阴离子包括SO
42
‑
和/或CO
32
‑
。
[0013]优选的，所述诱导反应的时间为3～10min，所述诱导反应的温度为室温，所述诱导反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为150～200r/min。
[0014]优选的，所述共沉淀反应的时间为5～10min，所述共沉淀反应的温度为室温，所述共沉淀反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～400r/min。
[0015]优选的，调节所述酸性废水或第一预处理废水的pH值用调节剂为碱性无机物。
[0016]优选的，所述碱性无机物为氢氧化钾、氢氧化钠或氧化钙。
[0017]优选的，所述氧化反应的时间为5～20min。
[0018]优选的，所述氧化物包括过氧化物、次氯酸盐或高锰酸钾。
[0019]本专利技术提供了一种酸性矿山废水的处理方法，包括以下步骤：将酸性矿山废水的pH值调节为4.0～5.0，进行诱导反应，得到第一预处理废水；所述酸性矿山废水中二价金属离子和三价金属离子的摩尔比为2～5；将所述第一预处理废水的pH值调节为8.4～9.0，进行共沉淀反应，然后进行第一固液分离，得到第二预处理废水；将所述第二预处理废水和氧化剂混合进行氧化反应，然后进行第二固液分离，得到的清液排放；所述酸性矿山废水中的二价金属离子包括Mn
2+
离子；所述清液中Mn
2+
离子的浓度≤2.0mg/L。本专利技术将酸性矿山废水的二价金属离子和三价金属离子的摩尔比控制在合适的范围内，从而在后续处理中使二价金属离子和三价金属离子能够生成稳定的层状双层氢氧化物(LDH)，进而实现Mn
2+
的去除。本专利技术先将废水pH值调整到弱酸性条件下，通过诱导反应生成含有三价金属离子的胶体粒子，之后再提高废水的pH值，使三价金属离子的胶体粒子表面吸附溶液中的OH
‑
，二价金属离子在胶体粒子表面和OH
‑
反应生成层状双层氢氧化物，同时LDH还可以吸附Mn
2+
离子，最终使废水中大部分的Mn
2+
离子形成可以沉淀的固相而从废水中分离，之后添加氧化剂氧化废水中部分剩余Mn
2+
离子，使废水达到排放水的标准。本专利技术提供的方法无需将废水的pH值调整为10.0，以使废水中的Mn
2+
离子完全形成沉淀而被除去，因此无需加酸反调，降低了废水的处理成本。
[0020]进一步的，本专利技术提供的方法采用加碱和搅拌的方法进行诱导反应和共沉淀反应，减少了常规化学中和法中曝气装置的使用，减少了气体使用时的安全隐患，更进一步减少了废水处理时的设备数量、设备的占地面积和处理成本。并且，本专利技术相较于采用石灰槽或石灰岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性矿山废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将酸性矿山废水的pH值调节为4.0～5.0，进行诱导反应，得到第一预处理废水；所述酸性矿山废水中二价金属离子和三价金属离子的摩尔比为2～5；将所述第一预处理废水的pH值调节为8.4～9.0，进行共沉淀反应，然后进行第一固液分离，得到第二预处理废水；将所述第二预处理废水和氧化剂混合进行氧化反应，然后进行第二固液分离，得到的清液排放；所述酸性矿山废水中的二价金属离子包括Mn
2+
离子；所述清液中Mn
2+
离子的浓度≤2.0mg/L。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述酸性矿山废水的pH值为2.5～3.5，所述酸性矿山废水中的二价金属离子还包括Mg
2+
、Zn
2+
、Fe
2+
、Cu
2+
、Co
2+
、Ni
2+
和Ca
2+
离子的一种或多种，所述酸性矿山废水中的三价金属离子包括Al
3+
、Fe
3+
、Co
3+
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳正波，许庆升，王进，王新泉，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：