申请日2013.09.23
公开(公告)日2014.01.15
IPC分类号C02F1/461; C02F103/06; C02F1/64
摘要
本发明公开一种含高浓度铁锰废水的处理方法，将含高浓度铁锰的废水经常规预处理，调整废水的pH为4～6;再加入铁和碳，震荡搅拌速度下，进行铁碳微电解1～8h，经固液分离，得去除铁锰的水。本发明利用铁碳微电解原理来处理高浓度的铁锰废水，更加高效、经济、环保，其出水能达到污水综合排放标准GB8978-1996;本发明的方法简单可行、处理成本低、处理效率高;含高浓度铁锰废水中铁的去除率达95%左右，锰的去除率达60%以上。
权利要求书
1.一种含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于经过下列各步骤：
(1)将含高浓度铁锰的废水经常规预处理，调整废水的pH为4～6;
(2)在步骤(1)预处理的废水中，按固液比为30～50g/L的量加入铁和碳，且铁和碳的质量比为1:1，之后在150～200r/min的震荡搅拌速度下，进行铁碳微电解1～8h，经固液分离，得去除铁锰的水。
2.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)的预处理是采用常规的格栅截留、沉淀或絮凝沉淀分离的方式，去除废水中的颗粒杂质。
3.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)的废水pH调整，是通过加入氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氧化钙、氢氧化钙溶液中的一种或几种来调节的。
4.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)的铁碳微电解时，从室温升温至40℃。
5.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)的铁碳微电解为单级或者多级反应，每级反应时间为10min～150min。
6.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)的固液分离是常规的过滤、抽滤、压滤、膜分离中的一种或几种的任意组合。
7.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)的铁是铸铁屑、金属铁、含碳金属铁中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)的碳是焦化生产中的干熄焦粉末、电厂中的粉煤灰或活性炭。
说明书
一种含高浓度铁锰废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含高浓度铁锰废水的处理方法，属于环境科学技术领域。
背景技术
我国地下水资源约占全部水资源的31%，广泛应用于日常生活和生产。一些城市地下水中铁和锰严重超标，尤其是被垃圾渗滤液污染的地下水中Fe2+、Mn2+达到30～50mg/L，此外，很多煤矿的矿井水中也含有铁、锰，直接影响人们的生活和生产。常规的除铁锰的方法有混凝沉淀、过滤、离子交换等等，但这些方法去除效率低，且不经济，因此迫切需要寻找新的高效、廉价的处理方法。
由于铁屑对水中污染物有着高效、持久的处理效果，铁碳微电解作用又可加强去除效果，基于经济、环保、高效的原则，探索废铁屑、干熄焦粉去除水中Fe2+、Mn2+的可行性和有效性，可为地下水污染修复提供可靠技术支持。随着该处理技术的不断发展，会使铁碳微电解成为颇具竞争力的水处理方法之一。
发明内容
为解决现有技术不能高效、廉价处理废水中铁、锰，从而导致地下水中铁、锰含量增加，直接影响水资源利用等问题，本发明提供一种能对高浓度铁锰废水进行有效且经济的处理方法，以避免铁锰进入地下水资源而影响人们的生活和生产。
本发明通过下列技术方案实现：一种含高浓度铁锰废水的处理方法，其特征在于经过下列各步骤：
(1)将含高浓度铁锰的废水经常规预处理，去除颗粒杂质，并调整废水的pH为4～6;
(2)在步骤(1)预处理的废水中，按固液比为30～50g/L的量加入铁和碳，且铁和碳的质量比为1:1，之后在150～200r/min的震荡搅拌速度下，进行铁碳微电解1～8h，经固液分离，得去除铁锰的水。
所述步骤(1)的预处理是采用常规的格栅截留、沉淀或絮凝沉淀分离的方式，去除废水中的颗粒杂质，保证废水能够满足微电解处理时的要求和保证铁碳微电解的反应床不被颗粒杂质堵塞。
所述步骤(1)的废水pH调整，是通过加入氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氧化钙、氢氧化钙溶液中的一种或几种来调节的，使一部分铁或者锰以沉淀的形式被除去，以缩短铁碳微电解反应时间，提高废水处理效果。
所述步骤(2)的铁碳微电解时，从室温升温至40℃，能强化该反应的进行。
所述步骤(2)的铁碳微电解为单级或者多级反应，每级反应时间为10min～150min。
所述步骤(2)的固液分离是常规的过滤、抽滤、压滤、膜分离中的一种或几种的任意组合。
所述步骤(2)的铁是铸铁屑、金属铁、含碳金属铁中的一种或几种。
所述步骤(2)的碳是焦化生产中的干熄焦粉末、电厂中的粉煤灰或活性炭。
本发明的目的是基于经济、环保、高效的原则，以微电解的原理处理含高浓度铁锰废水，特别适用于弱酸性高浓度铁锰废水的处理，本发明的方法能达到污水综合排放标准GB8978-1996。微电解法具有使用范围广、工艺简单、处理效果好、能耗低等特点，其原理是利用铁碳微粒之间存在电位差形成无数个细微原电池，以废水为电解质溶液，发生电化学反应来处理含高浓度铁锰的废水。
原含高浓度铁锰废水的pH约为4～6，属于弱酸性，铁碳在此条件下存在电极电位差，在废水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，其反应过程如下：
阳极(Fe)：Fe-2e→Fe2+;
阴极(C)：2H++2e→2[H]→H2;
铁、锰离子+ne→铁锰单质;
此反应中有震荡发生，因此，废水中还有如下反应：
O2+4H++4e→2H2O，
O2+2H2O+4e→4OH-。
本发明的优势在于：(1)利用铁碳微电解原理来处理高浓度的铁锰废水，更加高效、经济、环保，其出水能达到污水综合排放标准GB8978-1996;(2)本发明解决了常规除铁锰方法(混凝沉淀、过滤、离子交换等)存在的去除效率低且不经济等问题;本发明的方法简单可行、处理成本低、处理效率高;(3)含高浓度铁锰废水中铁的去除率达95%左右，锰的去除率达60%以上;(4)铁碳微电解之后的固体，可回收铁、锰金属，达到资源回收利用的目的。