申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F1/64; C02F1/26
摘要
本发明公开了一种含锰废水的处理方法，属于环境保护中废水处理领域。具体方法是在低速搅拌下，将萃取剂溶于溶剂后，缓慢加入活性剂，再高速搅拌，加入等体积的添加剂改性，制得油包水型液体，对锰浓度在10～200mg/L的废水进行处理，油水体积比为1:3～1:50，外水相pH为3.0～6.5，低速搅拌10～40min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，分离出有机相及内水相，内水相用于锰的回收利用，有机相返回继续使用，出水锰含量达到国家一级排放标准。本发明具有传质速度快、高效、节能、选择性高，净化了水质，又富集回收了重金属离子，工艺设备简单、操作方便、锰去除率可达99.9%以上，在重金属废水处理领域将有空前的发展空间。
权利要求书
1.一种含锰废水的处理方法，其特征在于：具体方法是在低速搅拌下，将萃取剂溶于溶剂后，缓慢加入活性剂，再高速搅拌，加入等体积的添加剂改性，制得油包水型液体，对锰浓度在10～200mg/L的废水进行处理，油水体积比为1:3～1:50， 外水相pH为3.0～6.5，低速搅拌10～40min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，分离出有机相及水相，水相用于锰的回收利用，有机相返回继续使用。
2.根据权利要求1所述的一种含锰废水的处理方法，其特征在于：所述的萃取剂是Cyanex 272、P204、TBP、叔胺N7301中的一种或两种;所述的溶剂是煤油、甲苯、二甲苯、正庚烷中的一种或两种;所述的活性剂是兰-151、Aliquat 336、LMS-5、LMA-1中的一种或两种;所述的添加剂是硫酸钠、柠檬酸钠、盐酸羟胺中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的一种含锰废水的处理方法，其特征在于：所述的萃取剂的体积比为6%～9%，溶剂的体积比为85%～93%、活性剂的体积比为1%～4%。
说明书
一种含锰废水的处理方法
技术领域
本发明是一种含锰废水的处理方法，涉及废水中锰的去除，属于环境保护中废水处理领域。
技术背景
锰是在地壳中广泛分布的元素之一，是人体必需的微量无素之一，是工业上用途很广的元素之一，但过量的锰进入人体内，会造成锰中毒，轻则精神差、头痛、头昏、记忆力减退，重则言语不清、四肢僵直、智力下降，严重威胁人体健康。
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、铁氧体沉淀法。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，用聚合氯化物-有机高聚物-pH调节剂作为混凝剂处理的电解锰废水，锰离子去除率可高达99.76%。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。铁氧体沉淀法设备简单、投资较少，得到的沉渣铁氧体具有磁性，可用作磁性材料，沉渣堆放或填埋不会产生二次污染。但铁氧体中和法需要原料较多，而氧化法需要增加曝气设备，运行费用相对较高。
发明内容
本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供了一种含锰废水的处理方法，尤其适合处理锰浓度在10～200 mg/L的废水。本发明具有传质速度快、高效、节能、选择性高，净化了水质，又富集回收了重金属离子，工艺设备简单、操作方便、运行费用低，锰去除率可达到99.9%以上，在含锰废水处理领域将有空前的发展空间。
本发明采用的技术方案如下：
(1)在以120r/min～180r/min的低速搅拌下，将萃取剂溶于溶剂后，缓慢加入活性剂;
(2)再以500r/min～800r/min的高速搅拌下，加入等体积的添加剂进行改性，制得油包水型液体;
(3)对锰浓度在10～200mg/L的废水进行处理，油水体积比为1:3～1:50， 外水相pH为3.0～6.5，低速搅拌10～40min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，分离出有机相及内水相，内水相用于锰的回收利用，有机相返回继续使用，出水即可达到国家一级排放标准。
所述的萃取剂是Cyanex 272、P204、TBP、叔胺N7301中的一种或两种。
所述的溶剂是甲苯、三甲苯、异庚烷中的一种或两种。
所述的活性剂是兰-151、Aliquat 336、LMS-5、LMA-1中的一种或两种。
所述的添加剂是硫酸钠、柠檬酸钠、盐酸羟胺中的一种或两种。
所述的萃取剂的体积比为6%～9%，溶剂的体积比为85%～93%、活性剂的体积比为1%～4%。
本发明锰的去除过程如下：
(1) 废水中的锰离子传递到油包水型液体的外相界面;
(2) 锰离子与萃取剂在外相界面发生萃取反应形成含锰络合物;
(3) 锰离子与萃取剂的络合物在油包水型液体内由外相界面向内相界面传递;
(4) 锰离子与萃取剂的络合物在内相界面进行反萃取反应，释放出锰离子，萃取剂返回膜外相界面;
(5) 富集着锰的油包水型液体经高速离心机破乳，回收内水相中的锰。
本发明的有益效果是：
(1) 液体投加量相对较小，运行费用较低，无污泥产生;
(2) 传质速度快、高效、节能、选择性高;
(3) 工艺设备简单、操作方便;
(4) 净化了水质，又富集回收了重金属离子。
具体实施方式
本发明采用的技术方案如下：
(1)在以120r/min～180r/min的低速搅拌下，将萃取剂溶于溶剂后，缓慢加入活性剂;
(2)再以500r/min～800r/min的高速搅拌下，加入等体积的添加剂进行改性，制得油包水型液体;
(3)对锰浓度在10～200mg/L的废水进行处理，油水体积比为1:3～1:50， 外水相pH为3.0～6.5，低速搅拌10～40min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，分离出有机相及内水相，内水相用于锰的回收利用，有机相返回继续使用，出水即可达到国家一级排放标准。
所述的萃取剂是Cyanex 272、P204、TBP、叔胺N7301中的一种或两种。
所述的溶剂是甲苯、三甲苯、异庚烷中的一种或两种。
所述的活性剂是兰-151、Aliquat 336、LMS-5、LMA-1中的一种或两种。
所述的添加剂是硫酸钠、柠檬酸钠、盐酸羟胺中的一种或两种。
所述的萃取剂的体积比为6%～9%，溶剂的体积比为85%～93%、活性剂的体积比为1%～4%。
实例1
在以120r/min的低速搅拌下，将体积比为6%(以下未作特殊说明，均为体积比)Cyanex 272溶于92%甲苯后，缓慢加入2%Aliguat336，取50mL液体，再以600r/min的高速搅拌下，加入50mL1mol/L的硫酸钠进行改性，制得油包水型液体，按油水体积比为1:30对锰浓度在45mg/L的废水进行处理，外水相pH为4.0，低速搅拌10min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，所排废水含锰量降到了0.01mol/L，锰去除率达到了99.98%。
实例2
在以140r/min的低速搅拌下，将体积比为4%(以下未作特殊说明，均为体积比)P204、3%TBP溶于91%异庚烷后，缓慢加入2%兰-151，取25mL液体，再以700r/min的高速搅拌下，加入25mL2mol/L的柠檬酸钠进行改性，制得油包水型液体，按油水体积比为1:25对250mL锰浓度在60mg/L的废水进行处理，外水相pH为4.5，低速搅拌20min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，所排废水含锰量降到了0.02mg/L，锰去除率达到了99.97%。
实例3
在以150r/min的低速搅拌下，将体积比为9%(以下未作特殊说明，均为体积比)叔胺N7301溶于90%三甲苯后，缓慢加入1%兰-151，取30mL液体，再以800r/min的高速搅拌下，加入30mL2mol/L的盐酸羟胺进行改性，制得油包水型液体，按油水体积比为1:10对锰浓度在100mg/L的废水进行处理，外水相pH为5.0，低速搅拌30min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，所排废水含锰量降到了0.02mg/L，锰去除率达到了99.98%。
实例4
在以180r/min的低速搅拌下，将体积比为5%(以下未作特殊说明，均为体积比)P204、4%TBP溶于90%异庚烷后，缓慢加入1%兰-151，取40mL液体，再以900r/min的高速搅拌下，加入40mL2mol/L的盐酸羟胺进行改性，制得油包水型液体，按油水体积比为1:5对锰浓度在185mg/L的废水进行处理，外水相pH为5.5，低速搅拌40min后，静置分层，分层后得到的油相经高速离心机破乳，所排废水含锰量降到了0.02mg/L，锰去除率达到了99.99%。
