CN102603027A - 利用改性赤泥处理含锰废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其主要是按每5g赤泥加入浓度为0.1-0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准使赤泥与过氧碳酸钠反应制得过氧碳酸钠改性赤泥，并将该过氧碳酸钠改性赤泥洗涤，烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；再将该过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂采用静态或动态方式吸附待处理含锰废水中的锰，从而使含锰废水中的锰浓度降低，实现安全排放。本发明以废治废，成本较低，制备简单，对环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种含锰废水的处理方法，特别涉及一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法。
背景技术
近年来，随着工农业生产污染和人类活动强度增加，水污染面积不断扩大，污染程度不断加深,人为活动或自然作用释放出的重金属经过物理、化学或生物的过程，在天然水体中逐渐积累从而造成了水体的重金属污染。水体重金属污染已成为全球面临的一个严重的环境问题，尤其是锰，锰是人体内不可缺少的微量元素，一般认为，锰过多对人体无害，在我国锰只作为感观性状指标看待，然而，水中锰的浓度超过一定限度，就会产生沉淀物，增加水的色度并且会使水带有明显的金属味；饮用水中锰过多，可引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱、大便失常,因此，高锰水必须经过净化处理才能饮用。地表水中锰过多，当用于纺织、印染、针织、造纸等行业时会影响产品质量，在水处理上，可使离子交换树脂中毒，失去交换作用。据国家最新颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006），《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002），饮用水中锰浓度最高为0.1mg/L，工业排放废水中锰浓度最高为2.0mg/L，高锰水对人体有极大的危害，所以对含锰的废水进行处理刻不容缓。
含锰废水处理的专利有以下几个：如中国专利CN87105905中公开了一种利用对苯二酚含锰废水电解制锰的工艺方法，它是采用空气氧化升华和活性炭吸附相结合的方法，脱除废水中的有机质苯醌、苯胺，以硫化沉淀去除杂质钴、镍，以及利用空气氧化形成氢氧化铁沉淀除铁，净化后的对苯二酚含锰废水配以一定的阳极液，可直接入电解槽生产电解金属锰；CN1038075中公开了一种萃取法处理含锰废水新工艺，它采用了环烷酸—混合醇—煤油体系，经3-4级萃取，回收锰的工艺；CN101428928中公开了一种含锰废水生物制剂处理方法，它根据废水中锰浓度，在搅拌状态下按照生物制剂与锰一定质量比加入生物制剂，加入碱调节体系pH值再加入絮凝剂，沉淀分离，上清液返回使用。以上方法均是用化学或生物制剂法处理含锰废水，这类方法虽处理效率高，但成本也高。工业化开发利用赤泥的方法已有很多，CN101153350中公开了一种从赤泥中提选出铁矿粉的方法，经脱水烘干后按一定量采用喷吹工艺加入开铁后的铁水中，利用铁水的高温及铁水的过饱和碳、以及铁水流动冲击搅拌作用，将铁矿粉中的氧化铁矿物熔融还原为铁水，然后进入炼钢系统。赤泥还可以用做除砷吸附剂，CN101204644中公开了一种海水改性赤泥陶粒除砷吸附剂的制备及应用方法，从有关资料检索表明，目前尚未见到用赤泥或者改性赤泥吸附或处理含锰废水的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中含锰废水处理成本高的问题，提供一种能使成本降低的利用改性赤泥处理含锰废水的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的第一种技术方案是：一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法，包括下列步骤：
（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1-0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20-60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1-4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100-110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；
（2）静态除锰：按过氧碳酸钠改性赤泥产品与待处理含锰废水中的锰的质量比为100：1的比例在待处理含锰废水中投加过氧碳酸钠改性赤泥产品，并搅拌2-8小时后，使其静置沉降，得到的上清液即为被处理过的含锰废水。
本发明所采用的第二种技术方案是：一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法，包括下列步骤：
（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1-0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20-60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1-4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100-110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；
（2）动态除锰：取粒径100-200目的过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂填充于吸附柱内，使吸附柱内由过氧碳酸钠改性赤泥产品形成的吸附层高度为10-40cm，将待处理含锰废水从吸附柱顶部以1-10ml/min的速度匀速加入吸附柱内，待处理含锰废水经吸附层到达吸附柱底部形成被处理过的含锰废水并排出，当吸附柱底部的被处理过的含锰废水的含锰量超过允许范围后停止加入待处理含锰废水，并更新吸附柱内的作为吸附层的过氧碳酸钠改性赤泥产品。
上述允许范围为含锰废水处理所允许达到的国家标准值的上限。
上述方案的进一步改进为，所述赤泥的颗粒直径0.088～0.25 mm,比重2.7～2.9，容重0.8～1.0，熔点1200～1250℃。
上述方案的进一步改进为，所述过氧碳酸钠为分析纯，分子量为314.02。
上述方案的进一步改进为，在步骤（2）前，将所述待处理含锰废水调节至中性或弱碱性，从而有利于提高过氧碳酸钠改性赤泥的吸附效率。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明将工业废渣——赤泥制备成过氧碳酸钠改性赤泥，再用该过氧碳酸钠改性赤泥处理含锰废水，使含锰废水中的锰浓度从约5mg/L降至0.1mg/L以下，实现了以废治废，制备简单，生产成本较低，对环境的污染也小。
具体实施方式
实施例1：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）静态除锰：按过氧碳酸钠改性赤泥产品与待处理含锰废水中的锰的质量比为100：1的比例在待处理含锰废水中投加过氧碳酸钠改性赤泥产品，并搅拌2小时后，使其静置沉降，得到的上清液即为被处理过的含锰废水。
实施例2：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.25mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为40℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应2.5h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于105℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）按过氧碳酸钠改性赤泥产品与待处理含锰废水中的锰的质量比为100：1的比例在待处理含锰废水中投加过氧碳酸钠改性赤泥产品，并搅拌5小时后，使其静置沉降，得到的上清液即为被处理过的含锰废水。
实施例3：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）按过氧碳酸钠改性赤泥产品与待处理含锰废水中的锰的质量比为100：1的比例在待处理含锰废水中投加过氧碳酸钠改性赤泥产品，并搅拌8小时后，使其静置沉降，得到的上清液即为被处理过的含锰废水。
实施例4：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）动态除锰：取粒径100-200目的过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂填充于吸附柱内，使吸附柱内由过氧碳酸钠改性赤泥产品形成的吸附层高度为10cm，将待处理含锰废水从吸附柱顶部以1ml/min的速度匀速加入吸附柱内，待处理含锰废水经吸附层到达吸附柱底部形成被处理过的含锰废水并排出，当吸附柱底部的被处理过的含锰废水的含锰量超过允许范围后停止加入待处理含锰废水，并更新吸附柱内的作为吸附层的过氧碳酸钠改性赤泥产品。
实施例5：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.25mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为40℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应2.5h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于105℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）动态除锰：取粒径100-200目的过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂填充于吸附柱内，使吸附柱内由过氧碳酸钠改性赤泥产品形成的吸附层高度为25cm，将待处理含锰废水从吸附柱顶部以5ml/min的速度匀速加入吸附柱内，待处理含锰废水经吸附层到达吸附柱底部形成被处理过的含锰废水并排出，当吸附柱底部的被处理过的含锰废水的含锰量超过允许范围后停止加入待处理含锰废水，并更新吸附柱内的作为吸附层的过氧碳酸钠改性赤泥产品。
实施例6：（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；（2）动态除锰：取粒径100-200目的过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂填充于吸附柱内，使吸附柱内由过氧碳酸钠改性赤泥产品形成的吸附层高度为40cm，将待处理含锰废水从吸附柱顶部以10ml/min的速度匀速加入吸附柱内，待处理含锰废水经吸附层到达吸附柱底部形成被处理过的含锰废水并排出，当吸附柱底部的被处理过的含锰废水的含锰量超过允许范围后停止加入待处理含锰废水，并更新吸附柱内的作为吸附层的过氧碳酸钠改性赤泥产品。
经实验证实：各实施例的待处理含锰废水及被处理过的含锰废水的锰浓度如下表所示：
Claims (8)
1.一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1-0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20-60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1-4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100-110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；
（2）静态除锰：按过氧碳酸钠改性赤泥产品与待处理含锰废水中的锰的质量比为100：1的比例在待处理含锰废水中投加过氧碳酸钠改性赤泥产品，并搅拌2-8小时后，使其静置沉降，得到的上清液即为被处理过的含锰废水。
2.如权利要求1所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，所述赤泥的颗粒直径0.088～0.25 mm，比重2.7～2.9，容重0.8～1.0，熔点1200～1250℃。
3.如权利要求1所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，所述过氧碳酸钠溶液为分析纯，分子量为314.02。
4.如权利要求1所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，在步骤（2）前，将所述待处理含锰废水调节至中性或弱碱性。
5.一种利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）改性赤泥制备：将赤泥置于容器中，按每5g赤泥加入浓度为0.1-0.4mol/L的过氧碳酸钠溶液100ml的标准在该容器中添加过氧碳酸钠溶液，再将装有赤泥的容器置于恒温水浴锅中，调节恒温水浴锅的温度为20-60℃，并使容器中的赤泥与过氧碳酸钠溶液搅拌反应1-4h后，抽滤反应液得到过氧碳酸钠改性赤泥，于常温下用蒸馏水洗涤该过氧碳酸钠改性赤泥，并于100-110℃烘干，研磨，过100目筛，得到过氧碳酸钠改性赤泥产品；
（2）动态除锰：取粒径100-200目的过氧碳酸钠改性赤泥产品作为吸附剂填充于吸附柱内，使吸附柱内由过氧碳酸钠改性赤泥产品形成的吸附层高度至少为10-40cm，将待处理含锰废水从吸附柱顶部以1-10ml/min的速度匀速加入吸附柱内，待处理含锰废水经吸附层到达吸附柱底部形成被处理过的含锰废水并排出，当吸附柱底部的被处理过的含锰废水的含锰量超过允许范围后停止加入待处理含锰废水，并更新吸附柱内的作为吸附层的过氧碳酸钠改性赤泥产品。
6.如权利要求5所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，所述赤泥的颗粒直径0.088～0.25 mm,比重2.7～2.9，容重0.8～1.0，熔点1200～1250℃。
7.如权利要求5所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，所述过氧碳酸钠为分析纯，分子量为314.02。
8.如权利要求5所述的利用改性赤泥处理含锰废水的方法，其特征在于，在步骤（2）前，将所述待处理含锰废水调节至中性或弱碱性。
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