申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F1/64; C02F101/20; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种去除废水中锰的复合药剂及其应用方法，属于环境保护中污水处理领域。本发明复合药剂是由无机盐、无机氧化物、有机酸和有机酯复配而成，按质量百分比计，其中无机盐70%～80%、无机氧化物10%～20%、有机酸4%～8%、有机酯6%～10%。将上述比例制配而成的复合药剂加入到锰浓度在10～2000mg/L的废水中，加入的复合药剂与废水的质量比为1:20～1:200，pH值为8.0～10.5，中速搅拌20～45min，析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌30～60min后，静置沉淀，泥水分离，出水即可达到国家一级排放标准。本发明具有原料来源广泛，价格低廉，药剂投加量相对较小，运行费用低，处理过程无二次污染，除锰效率高，去除率可以达到99.9%以上等特点。
权利要求书
1.一种去除废水中锰的复合药剂，其特征在于：是由无机盐、无机氧化物、有机酸和有机酯复配而成，按质量百分比计，其中无机盐70%～80%、无机氧化物10%～20%、有机酸4%～8%、有机酯6%～10%。
2.根据权利要求1所述的一种去除废水中锰的复合药剂，其特征在于：所述的无机盐是亚铁盐、铁盐、铝盐中的一种或两种。
3.所述的无机氧化物是过氧化氢、氧化钙、氧化铜中的一种或两种。
4.所述的有机酸是2-硝基苯氧乙酸、对羟基苯乙酸、β-氨基丙酸中的一种或两种。
5.所述的有机酯是异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯、磷酸三丁酯、2-乙基己基磷酸甲酯中的一种或两种。
6.根据权利要求2所述的一种去除废水中锰的复合药剂，其特征在于：所述的亚铁盐包括硫酸亚铁、氯化亚铁。
7.根据权利要求2所述的一种去除废水中锰的复合药剂，其特征在于：铁盐包括硫酸铁、氯化铁。
8.根据权利要求2所述的一种去除废水中锰的复合药剂，其特征在于：铝盐包括硫酸铝、氯化铝。
说明书
一种去除废水中锰的复合药剂及其应用方法
技术领域
本发明是一种去除废水中锰的复合药剂，涉及废水中锰的去除，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
锰是一种重要的金属元素，在工业上用途很广，需求量很大，是冶金工业中一种重要的原料，此外，锰还用于有色金属、化工、医药、食品、分析和科研等方面，废水中的锰离子可使人产生神经性中毒，若不经处理直接排入水体，将会通过对水体、土壤等生态系统的污染在动植物体内积累，破坏食物链直接或间接影响人类健康。
目前，在含锰废水处理领域，工程应用最广泛的处理方法为传统沉淀法、絮凝沉降法、电解法、铁屑微电解法。传统沉淀法是利用氢氧化物或硫化物与废水中的金属离子反应生成溶度积小的沉淀，从而去除废水中的金属离子。一般酸性含锰废水经过调pH值后，用传统化学沉淀法处理，能达到出水含锰离子浓度小于5mg/L，但存在工艺较长、处理条件苛刻、成本较高、废渣较多、引入二次污染、处理量有限等问题。絮凝沉淀法是利用混凝剂使废水中难以沉淀的小颗粒及胶体颗粒脱稳并聚集成大颗粒而沉淀，实现重金属离子的去除。有研究表明，利用石灰--聚合氯化铝处理电解锰废水，pH控制在8.5～10.0，投加质量浓度为50mg/L，可使废水中的锰由397mg/L降到0.2 mg/L。但是絮凝沉降法需要提高pH以利于沉降，结果会造成出水pH较高等。电解法处理锰离子浓度较低的废水具有去除率高，无二次污染，能耗少，所沉淀的重金属可回收利用，对废水水质变化适应性较强，反应时间短，但处理大量废水时能耗大，电极金属耗量大，不适合高浓度废水。铁屑微电解法中的三维电解技术适用于高锰地区的水改工程，但微电解法通常是在酸性条件下对废水进行处理，容易造成溶出的铁屑量大或处理效果不显著。
本发明复合药剂克服了现有技术的不足，在处理锰浓度在10～2000mg/L的废水时，去除率均达到99.9%以上，适用于处理低中高浓度的含锰废水，在含锰废水处理领域有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种去除废水中锰的复合药剂及其应用方法，本发明具有原料来源广泛，价格低廉，药剂投加量相对较小，运行费用低，处理过程无二次污染，除锰效率高，去除率可以达到99.9%以上等特点。
本发明采用的技术方案是：本发明复合药剂是由无机盐、无机氧化物、有机酸和有机酯复配而成，按质量百分比计，其中无机盐70%～80%、无机氧化物10%～20%、有机酸4%～8%、有机酯6%～10%。
所述的无机盐是亚铁盐、铁盐、铝盐中的一种或两种。
所述的无机氧化物是过氧化氢、氧化钙、氧化铜中的一种或两种。
所述的亚铁盐包括硫酸亚铁、氯化亚铁。
所述的铁盐包括硫酸铁、氯化铁。
所述的铝盐包括硫酸铝、氯化铝。
所述的有机酸是2-硝基苯氧乙酸、对羟基苯乙酸、对β-氨基丙酸中的一种或两种。
所述的有机酯是异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯、磷酸三丁酯、2-乙基己基磷酸甲酯中的一种或两种。
所述物质的质量百分比分别为：亚铁盐30%～80%、铁盐40%～80%、铝盐35%～80%;过氧化氢5%～10%、氧化钙5%～15%、氧化铜5%～20%;2-硝基苯氧乙酸2%～8%、对羟基苯乙酸2%～7%、对β-氨基丙酸2%～6%;异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯3%～10%、磷酸三丁酯3%～8%、2-乙基己基磷酸甲酯3%～9%。
本发明复合药剂的应用是通过以下方法实现：
(1)取上述比例的有机酸与有机酯混合，低速搅拌，同时缓慢加入相应比例的无机盐和无机氧化物后，中速搅拌5～10min,得到本发明的复合药剂;
(2) 将上述比例制配而成的复合药剂加入到锰浓度在10～2000mg/L的废水中，加入的复合药剂与废水的质量比为1:20～1:200，pH值为8.0～10.5，中速搅拌20～45min，析出白色颗粒;
(3) 加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌30～60min后，静置沉淀，泥水分离, 出水即可达到国家一级排放标准。
本发明复合药剂是由无机盐、无机氧化物、有机酸和有机酯复配而成，密度是水的6～13倍，具有一定的亲水性，对锰有很强的选择性，除水中锰含量可达到1mg/L以下，废水中锰的去除率可达到99.9%以上。
具体实施方式
本发明复合药剂是由无机盐、无机氧化物、有机酸和有机酯复配而成，按质量百分比计，其中无机盐70%～80%、无机氧化物10%～20%、有机酸4%～8%、有机酯6%～10%。
所述的无机盐是亚铁盐、铁盐、铝盐中的一种或两种。
所述的无机氧化物是过氧化氢、氧化钙、氧化铜中的一种或两种。
所述的有机酸是2-硝基苯氧乙酸、对羟基苯乙酸、对β-氨基丙酸中的一种或两种。
所述的有机酯是异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯、磷酸三丁酯、2-乙基己基磷酸甲酯中的一种或两种。
上述复合药剂具体为：无机盐是亚铁盐30%～80%(占复合药剂总质量百分比，以下相同)、铁盐40%～80%、铝盐35%～80%中的一种或两种;无机氧化物是过氧化氢5%～10%、氧化钙5%～15%、氧化铜5%～20%中的一种或两种;有机酸是2-硝基苯氧乙酸2%～8%、对羟基苯乙酸2%～7%、对β-氨基丙酸2%～6%中的一种或两种;有机酯是异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯3%～10%、磷酸三丁酯3%～8%、2-乙基己基磷酸甲酯3%～9%中的一种或两种。
所述的亚铁盐包括硫酸亚铁、氯化亚铁;铁盐包括硫酸铁、氯化铁;铝盐包括硫酸铝、氯化铝。
将上述比例制配而成的复合药剂加入到锰浓度在10～2000mg/L的废水中，加入的复合药剂与废水的质量比为1:20～1:200，pH值为8.0～10.5，中速搅拌20～45min，析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌30～60min后，静置沉淀，泥水分离，出水即可达到国家一级排放标准。
实例1
按质量百分比计，取2-硝基苯氧乙酸8%与异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯7%混合，低速搅拌，同时缓慢加入硫酸亚铁30%、氯化铁40%和氧化铜15%后，中速搅拌5min, 配成复合药剂，对锰浓度为35mg/L的废水进行处理，复合药剂投加量为5ppm,调节pH=8，中速搅拌20min,析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌30min后，静置沉淀，泥水分离,废水中锰浓度降到了0.02mg/L，锰去除率达到了99.94%。
实例2
按质量百分比计，取2-硝基苯氧乙酸5%与2-乙基己基磷酸甲酯5%混合，低速搅拌，同时缓慢加入氯化铁40%、硫酸铝40%和氧化钙10%后，中速搅拌5min, 配成复合药剂，对锰浓度为100mg/L的废水进行处理，复合药剂投加量为7ppm,调节pH=9.0，中速搅拌25min,析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌35min后，静置沉淀，泥水分离,废水中锰浓度降到了0.02mg/L，锰去除率达到了99.98%。
实例3
按质量百分比计， 取对β-氨基丙酸4%与异丙基膦酸单(1-己基-4-乙基)辛酯6%混合，低速搅拌，同时缓慢加入氯化亚铁35%、硫酸铁40和氧化铜15%后，中速搅拌7min, 配成复合药剂，对锰浓度为500mg/L的废水进行处理，复合药剂投加量为10ppm,调节pH=8.5，中速搅拌35min,析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌40min后，静置沉淀，泥水分离,废水中锰浓度降到了0.08mg/L，锰去除率达到了99.98%。
实例4
按质量百分比计，取2-硝基苯氧乙酸5%与磷酸三丁酯6%混合，低速搅拌，同时缓慢加入硫酸铁70%、氧化铜12%和氧化钙5%后，中速搅拌6min, 配成复合药剂，对锰浓度为1000mg/L的废水进行处理，复合药剂投加量为20ppm,调节pH=9.5，中速搅拌40min,析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌50min后，静置沉淀，泥水分离,废水中锰浓度降到了0.2mg/L，锰去除率达到了99.98%。
实例5
按质量百分比计，取2-硝基苯氧乙酸6%与磷酸三丁酯8%混合，低速搅拌，同时缓慢加入氯化铁80%、氧化钙6%后，中速搅拌10min, 配成复合药剂，对锰浓度为1800mg/L的废水进行处理，复合药剂投加量为20ppm,调节pH=9.5，中速搅拌40min,析出白色颗粒，再加入高分子聚丙烯酰胺，低速搅拌50min后，静置沉淀，泥水分离,废水中锰浓度降到了0.2mg/L，锰去除率达到了99.99%。