一种铜矿山采矿区废水除锰的方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，特别是采用中和沉淀-氧化沉淀-混凝沉淀的方式降低废水中锰浓度的方法。

背景技术

工业的发展离不开矿山资源的大量开发，这导致矿山环境问题特别是矿山废水的污染问题日益严重。矿山废水有水量大、呈酸性、成份复杂等特点，其中含有的重金属种类较多且水量与水质容易受外界季节雨水变化而变化。矿山废水若未经处理直接排放，将会使周围及下游水体与土壤受到严重污染。目前，国内外脱除废水中锰离子的方法有化学法、物理法、微生物法。而矿山废水的处理方法一般为中和沉淀法，矿山废水经处理后其中的锰含量仍未达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，需要进一步处理，因此需要提供一种新的矿山废水除锰的方法。

现有技术中，有先向废水中加入氧化剂搅拌，然后加入沉淀剂调节废水的pH值到8.5～12，反应1～30min，过滤后回收锰渣。其采用了采用先氧化后沉淀的方法对废水中的锰进行去除与回收。

上述技术方案存在如下问题：

1、含锰矿山废水一般呈酸性，而该技术方案所使用的氧化剂大部分为碱性氧化剂，可能会造成氧化剂的大量失效，只有少量的氧化剂参与氧化反应。

2、含锰矿山废水成分复杂，富含铁、镁、钙等，而该技术方案需要调节废水的pH为9～12，可能会造成铁、镁、钙的沉淀从而使得锰渣的品位不高。

3、该技术方案需要使用沉淀剂调节废水的pH为9～12，超出废水排放标准，需要耗费大量的酸调整回来，过程繁琐、处理效率低下。

发明内容

本发明公开了一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，该方法具体包括以下步骤：

S1)除锰预处理：称取一定量的铜矿山采矿区酸性废水，先加入第一药剂进行搅拌并曝气静置后，得到第一上清液与沉渣；

S2)二次除锰：再向S1)得到的第一上清液中加入一定量的除锰药剂，同时进行搅拌，得到混合液；

S3)向S2)得到的混合液中加入混凝剂进行固液分离，得到第二上清液和含锰泥浆。

上述第一上清液和第二上清液均为除锰后的铜矿山采矿区酸性废水。

进一步，所述第二上清液中锰含量低于2.0mg/L。

进一步，所述S1)的铜矿山采矿区酸性废水的pH值为1～5,加入第一药剂后调节铜矿山采矿区酸性废水的pH值至6～9，同时曝气10-20分钟。

进一步，所述铜矿山采矿区酸性废水中的锰浓度为不低于160mg/L。

进一步，所述第一药剂为浓度不低于5％的氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

进一步，所述S2)的具体工艺为：

S2.1)按照除锰药剂和工业废水的体积比为0.1:1000～10:1000加入；

S2.2)在速度为10～800r/min进行搅拌，搅拌时间为5～60min，得到混合溶液。

进一步，所述除锰药剂为双氧水、高锰酸盐、高铁酸盐、过硫酸盐、次氯酸盐中的一种或几种的组合。

进一步，所述S3)具体工艺为：

S3.1)在室温下，按照絮凝剂和工业废水的体积比为2:1000～6:1000加入；

S3.2)在速度为10～200r/min进行搅拌，搅拌时间为5～10min，静置5-10分钟，进行固液分离。

进一步，所述混凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种的组合。

本发明的方法的反应机理为：利用第一药剂将大部分二价锰先与反应生成氢氧化亚锰，而溶液中剩余的少部分二价锰则被氧化为高价锰，随后高价锰在中性或偏碱性条件下水解生成锰的氧化物，其中主要产物为氢氧化亚锰。因此，两个专利中经历反应历程不同。

本发明的有益效果是：本发明通过先加入廉价的第一药剂预先去除大部分锰离子，减少后续除锰药剂的用量，降低除锰成本；

2、本发明处理后的废水pH值为6～9，符合工业废水排放标准，可直接排放；

3、本发明产业化简单，不需要额外新增反应池，贴近各矿山酸性水处理厂现有工艺。

本发明的有益效果在于：本发明采用了中和沉淀-混凝沉淀-氧化沉淀的方法，有效地将铜矿采矿区废水中的锰离子进行去除，使其上清液中锰浓度低于2.0mg/L，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。本发明采用的氧化沉淀废水除锰的方法具有工艺简单易用、设备要求低、操作方便、环保适应范围广等优势，具有很好的社会效益和经济价值。

附图说明

图1为本发明一种铜矿山采矿区废水除锰的方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，该方法具体包括以下步骤：

S1)除锰预处理：称取一定量的铜矿山采矿区酸性废水，先加入第一药剂进行搅拌并曝气静置后，得到第一上清液与沉渣，第一药剂的加入将铜矿山采矿区酸性废水的pH值调节至6～9，同时通入气体将铜矿山采矿区酸性废水中锰离子进行初步氧化处理；

S2)二次除锰：再向S1)得到的第一上清液中加入一定量的除锰药剂，同时进行搅拌，得到混合液，使铜矿山采矿区酸性废水中的二价锰则被氧化为高价锰，随后高价锰在中性或偏碱性条件下水解生成锰的氧化物；

S3)向S2)得到的混合液中加入混凝剂进行固液分离，得到第二上清液和含锰泥浆，得到第二上清液中锰含量低于2.0mg/L。

所述第一药剂为浓度不低于5％的氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

所述除锰药剂为双氧水、高锰酸盐、高铁酸盐、过硫酸盐、次氯酸盐中的一种或几种的组合。

所述混凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种的组合。

实施例1：

取1L某铜矿山采矿区废水，其锰浓度为220mg/L，加入氧化钙调节pH值为9后固液分离得沉渣与上清液，再向上述上清液中加入2mL的27.5％双氧水后，以转速为300r/min进行搅拌，室温下反应15min后静置5min，过滤得到含锰沉渣和上清液，经检测上清液中锰离子低于2.0mg/L。

实施例2：

取1L某铜矿山采矿区废水，其锰浓度为310mg/L，加入氢氧化钠调节pH值为7后，固液分离得沉渣与上清液，再向上述上清液中加入3mL的21％过硫酸钠后，以转速为400r/min进行搅拌，室温下反应13min后静置10min，过滤得到含锰沉渣和上清液，经检测上清液中锰离子低于2.0mg/L。

实施例3：

取1L某铜矿山采矿区废水，其锰浓度为160mg/L，加入碳酸钠调节pH值为6.5后，固液分离得沉渣与上清液，再向上述上清液中加入10mL 5％高铁酸钾溶液后，以转速为500r/min进行搅拌，于室温下反应17min后静置8min，过滤得到含锰沉渣和上清液，经检测上清液中锰离子低于2.0mg/L。

以上对本申请实施例所提供的一种铜矿山采矿区废水除锰的方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。