一种含锰工业废水的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含锰工业废水的处理方法，涉及工业废水处理技术领域，该方法包括以下步骤：S1、将含锰工业废水固液分离后加入沉淀剂A进行首次沉淀，固液分离后制得第一处理液；S2、将第一处理液和沉淀剂B混合进行再次沉淀，固液分离，制得第二处理液；S3、将第二处理液浓缩。本发明专利技术中沉淀剂A生成Mn(OH)2等氢氧化物沉淀以除去溶液中的Mn

【技术实现步骤摘要】
一种含锰工业废水的处理方法


[0001]本专利技术属于工业废水处理
，具体是一种含锰工业废水的处理方法。

技术介绍

[0002]随着新能源领域的快速发展，锰酸锂正极材料凭借其成本低、原料来源广泛、安全性能高、电压高、倍率性能好、低温性能好等优点在新能源领域备受关注。Mn3O4做为锰酸锂的主要前驱体，其生产过程中会产生含有大量NH
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的工业废水，如何实现工业废水中NH
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回收及Mn
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的处理，为现在亟待解决的问题。
[0003]目前有关含NH
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的废水的处理方法主要有吹脱法、硫酸铵结晶法、离子交换法、生物法等，但由于工业废水中的NH
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含量较高，现有环保处理工艺冗长、NH
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残余量较高、处理成本高，上述处理方法的处理效率和处理成本仍未达到预期目标。
[0004]现在主流方法分为两种：一是吹脱法，将氢氧化钙加入废水中，除去废水中残余的Mn
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，然后采用吹脱法脱氨排放。但该方法的处理工艺冗长，且会产生大量难处理含NH
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废渣（金属杂质离子含量高）。
[0005]二是硫酸铵结晶法，将氢氧化钙加入废水中，除去废水中残余的Mn
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，然后采用MVR结晶法或高温浓缩法制备固体硫酸铵，但该方法的能量消耗大，硫酸铵的杂质含量高（金属杂质离子含量高）、生产成本高、也会产生大量难处理含NH
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废渣。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的在于提供一种含锰工业废水的处理方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
[0007]具体如下，本专利技术提供了一种含锰工业废水的处理方法，包括以下步骤：S1、将所述含锰工业废水固液分离后加入沉淀剂A进行首次沉淀，固液分离后制得第一处理液；S2、将所述第一处理液和沉淀剂B混合进行再次沉淀，固液分离，制得第二处理液；S3、将所述第二处理液浓缩；所述沉淀剂A包括第一组分和第二组分；所述第一组分为碱土金属氧化物；所述第二组分为碱金属氧化物、可溶性碱和钡盐中的至少一种；所述沉淀剂B由可溶性含碳化合物、硅酸铝钾和氮改性生物炭组成；所述可溶性含碳化合物为碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种；所述氮改性生物炭由内至外包括生物炭、聚多巴胺层和聚苯胺层；所述氮改性生物炭包括以下重量份数的制备原料：100份生物炭、10份~20份多巴胺盐酸盐、过硫酸盐2份~10份、酸5份~6份和2份~5份苯胺；
所述氮改性生物炭在制备过程中还需使用催化剂；所述催化剂为tris
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HCl缓冲溶液；所述氮改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：S01、将生物炭、多巴胺盐酸盐和tris
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HCl缓冲溶液混合后反应，制得第一混合物；S02、将第一混合物、苯胺、过硫酸盐、酸和水混合后反应；所述多巴胺盐酸盐和tris
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HCl缓冲溶液的质量体积比为1g：50mL~100mL。
[0008]根据本专利技术处理方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：本专利技术通过加入沉淀剂A，除去废水中大部分Mn
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、Mg
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等金属离子和SO
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等阴离子，过滤得到第一处理液；再通过沉淀剂B除去废水中残存的Mn
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、Ca
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、Mg
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等金属离子，过滤得到二次处理后的废液；沉淀剂B通过生成难溶的碳酸盐来沉淀溶液中残余的金属离子，搭配硅酸铝钾盐的离子交换作用进一步净化溶液。
[0009]本专利技术还通过加入氮改性生物炭，利用多巴胺盐酸盐和苯胺对生物炭进行改性处理，从而进一步提升生物炭表面活性吸附位点，从而提升金属离子的去除效果；其中，多巴胺盐酸盐（多巴胺表面的氨基和羟基、邻苯二酚基等基团能与生物炭表面官能团发生化学交联，还可以通过分子间相互作用提高生物炭的分散性）在tris
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HCl缓冲溶液中会形成聚多巴胺，聚多巴胺具有极强的粘附性、良好的水分散性、稳定性和生物相容性；从而提升了改性生物炭在混合体系中的相容性和稳定性。
[0010]苯胺在过硫酸盐的作用下形成聚苯胺，聚苯胺改性后将含氮基团引入到聚多巴胺的表面，从而进一步提升氮改性生物炭的吸附性能。
[0011]本专利技术中通过先对生物炭采用聚多巴胺改性处理，从而在生物炭的表面引入活性官能团，有利于后续聚苯胺的改性处理；而聚苯胺改性后还能提升氮改性生物炭的稳定性；即本专利技术中先在生物炭表面形成初步的聚多巴胺改性网络，从而提升生物炭的表面活性位点；生物炭的表面活性位点的增加，首先有利于苯胺在其表面聚合形成聚苯胺，而聚苯胺的稳定性强，从而进一步提升改性后材料的稳定性，有利于材料在废水体系起到长效净化作用；本专利技术通过生物炭、聚多巴胺和聚苯胺的相互协同，从而形成稳定性氮改性生物炭材料，从而实现了含锰工业废水中金属离子的长效去除，从而使得处理后的溶液中金属离子的含量大大降低，从而极大提升溶液的洁净度。
[0012]本专利技术通过将第二处理液浓缩处理，从而制得回用的氨水，以溶液的形式实现铵根离子的回用，从而减少了含NH
4+
废渣的产生量。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述含锰工业废水中NH
4+
含量范围为1%~6%。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述含锰工业废水中硫酸根含量为50g/L~200g/L。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述含锰工业废水中Mn
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含量为1g/L~10g/L。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱土金属氧化物与所述可溶性碱的摩尔比为1~10:0.5~2。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱土金属氧化物与所述钡盐的摩尔比为1~10:0.1~1。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述沉淀剂A与所述含锰工业废水中硫酸根的摩尔比为1.1~2:1。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述首次沉淀的pH为9~12。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述首次沉淀的温度为40℃~60℃。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述首次沉淀的时间为1h~10h。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述首次沉淀过程中包含搅拌过程和静置过程。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述首次沉淀过程中搅拌速度为100rpm~200rpm。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述可溶性碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡和一水合氨中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱金属氧化物为氧化钠和氧化钾中的至少一种。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱土金属氧化物为氧化钙和氧化钡中的至少一种。
[0027]根据本专利技术的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锰工业废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述含锰工业废水固液分离后往液体中加入沉淀剂A进行首次沉淀，固液分离后制得第一处理液；S2、将所述第一处理液和沉淀剂B混合进行再次沉淀，固液分离，制得第二处理液；S3、将所述第二处理液浓缩；所述沉淀剂A包括第一组分和第二组分；所述第一组分为碱土金属氧化物；所述第二组分为碱金属氧化物、可溶性碱和钡盐中的至少一种；所述沉淀剂B由可溶性含碳化合物、硅酸铝钾和氮改性生物炭组成；所述可溶性含碳化合物为碳酸盐或碳酸氢盐中的至少一种；所述氮改性生物炭由内至外包括生物炭、聚多巴胺层和聚苯胺层；所述氮改性生物炭包括以下重量份数的制备原料：100份生物炭、10份~20份多巴胺盐酸盐、过硫酸盐2份~10份、酸5份~6份和2份~5份苯胺；所述氮改性生物炭在制备过程中还需使用催化剂；所述催化剂为tris
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HCl缓冲溶液；所述氮改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：S01、将生物炭、多巴胺盐酸盐和tris
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HCl缓冲溶液混合后反应，制得第一混合物；S02、将第一混合物、苯胺、过硫酸盐、酸和水混合后反应；所述多巴胺盐酸盐和tris
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HCl缓冲溶液的质量体...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彤，王涛，江剑兵，马博凯，黄湘平，唐培源，周宇，马子阳，谢鑫炎，袁治冶，
申请(专利权)人：湘潭电化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：