申請日2013.09.23
公開(公告)日2014.01.15
IPC分類號C02F1/461; C02F103/06; C02F1/64
摘要
本發(fā)明公開一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，將含高濃度鐵錳的廢水經(jīng)常規(guī)預(yù)處理，調(diào)整廢水的pH為4～6;再加入鐵和碳，震蕩攪拌速度下，進(jìn)行鐵碳微電解1～8h，經(jīng)固液分離，得去除鐵錳的水。本發(fā)明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(jīng)濟(jì)、環(huán)保，其出水能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996;本發(fā)明的方法簡單可行、處理成本低、處理效率高;含高濃度鐵錳廢水中鐵的去除率達(dá)95%左右，錳的去除率達(dá)60%以上。
權(quán)利要求書
1.一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟：
(1)將含高濃度鐵錳的廢水經(jīng)常規(guī)預(yù)處理，調(diào)整廢水的pH為4～6;
(2)在步驟(1)預(yù)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(zhì)量比為1:1，之后在150～200r/min的震蕩攪拌速度下，進(jìn)行鐵碳微電解1～8h，經(jīng)固液分離，得去除鐵錳的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(1)的預(yù)處理是采用常規(guī)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(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(1)的廢水pH調(diào)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(diào)節(jié)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)的鐵碳微電解時，從室溫升溫至40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)的鐵碳微電解為單級或者多級反應(yīng)，每級反應(yīng)時間為10min～150min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)的固液分離是常規(guī)的過濾、抽濾、壓濾、膜分離中的一種或幾種的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)的碳是焦化生產(chǎn)中的干熄焦粉末、電廠中的粉煤灰或活性炭。
說明書
一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，屬于環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
我國地下水資源約占全部水資源的31%，廣泛應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)。一些城市地下水中鐵和錳嚴(yán)重超標(biāo)，尤其是被垃圾滲濾液污染的地下水中Fe2+、Mn2+達(dá)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(chǎn)。常規(guī)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(jīng)濟(jì)，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(qiáng)去除效果，基于經(jīng)濟(jì)、環(huán)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(fù)提供可靠技術(shù)支持。隨著該處理技術(shù)的不斷發(fā)展，會使鐵碳微電解成為頗具競爭力的水處理方法之一。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)不能高效、廉價處理廢水中鐵、錳，從而導(dǎo)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(fā)明提供一種能對高濃度鐵錳廢水進(jìn)行有效且經(jīng)濟(jì)的處理方法，以避免鐵錳進(jìn)入地下水資源而影響人們的生活和生產(chǎn)。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種含高濃度鐵錳廢水的處理方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟：
(1)將含高濃度鐵錳的廢水經(jīng)常規(guī)預(yù)處理，去除顆粒雜質(zhì)，并調(diào)整廢水的pH為4～6;
(2)在步驟(1)預(yù)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(zhì)量比為1:1，之后在150～200r/min的震蕩攪拌速度下，進(jìn)行鐵碳微電解1～8h，經(jīng)固液分離，得去除鐵錳的水。
所述步驟(1)的預(yù)處理是采用常規(guī)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(zhì)，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(yīng)床不被顆粒雜質(zhì)堵塞。
所述步驟(1)的廢水pH調(diào)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(diào)節(jié)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(yīng)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(qiáng)化該反應(yīng)的進(jìn)行。
所述步驟(2)的鐵碳微電解為單級或者多級反應(yīng)，每級反應(yīng)時間為10min～150min。
所述步驟(2)的固液分離是常規(guī)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(chǎn)中的干熄焦粉末、電廠中的粉煤灰或活性炭。
本發(fā)明的目的是基于經(jīng)濟(jì)、環(huán)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(fā)明的方法能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，其原理是利用鐵碳微粒之間存在電位差形成無數(shù)個細(xì)微原電池，以廢水為電解質(zhì)溶液，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)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(shù)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(yīng)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(zhì);
此反應(yīng)中有震蕩發(fā)生，因此，廢水中還有如下反應(yīng)：
O2+4H++4e→2H2O，
O2+2H2O+4e→4OH-。
本發(fā)明的優(yōu)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(jīng)濟(jì)、環(huán)保，其出水能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996;(2)本發(fā)明解決了常規(guī)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(jīng)濟(jì)等問題;本發(fā)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(dá)95%左右，錳的去除率達(dá)60%以上;(4)鐵碳微電解之后的固體，可回收鐵、錳金屬，達(dá)到資源回收利用的目的。
