申请日2018.11.19
公开(公告)日2019.01.11
IPC分类号C02F9/04; C01G45/02; C02F103/34; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种四氧化三锰的废水处理工艺，包括如下步骤：(1)收集四氧化三锰生产过程中的废水，并调节pH值和调节温度;(2)将调节好pH值和温度的废水进行氧化反应，氧化反应时间为5～8小时;氧化反应在氧化塔内进行，废水以喷淋方式从塔顶喷淋而下，被塔内的氧化剂氧化;(3)氧化反应后进行固液分离，分离后的固体进行清洗、干燥后回收;(4)在分离后的液体中添加絮凝剂进行搅拌后沉淀静置，然后再进行固液分离，再次分离后的液体进行净化处理后检测合格排放。本发明不仅可将锰元素回收且回收率高，还可废水净化彻底。
权利要求书
1.一种四氧化三锰的废水处理工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)收集四氧化三锰生产过程中的废水，并调节pH值，使pH值保持在8～11，然后调节温度，使温度保持在30～40℃;
(2)将调节好pH值和温度的废水进行氧化反应，氧化反应时间为5～8小时;氧化反应在氧化塔内进行，废水以喷淋方式从塔顶喷淋而下，被塔内的氧化剂氧化，所述氧化剂包括臭氧和氧化铝，臭氧与氧化铝反应生成羟基，羟基、臭氧与废水中的锰离子反应后沉淀，当锰离子沉淀后，羟基、臭氧与废水反应形成氧化膜，氧化膜可持续对废水进行氧化;
(3)氧化反应后进行固液分离，分离后的固体进行清洗、干燥后回收;
(4)在分离后的液体中添加絮凝剂进行搅拌后沉淀静置，然后再进行固液分离，再次分离后的液体进行净化处理后检测合格排放，再次分离后的固体进行锰检测，若含有锰元素，则进行清洗、干燥后回收锰，若不含锰元素，则按固定废物处理。
2.根据权利要求1所述的四氧化三锰的废水处理工艺，其特征在于：步骤(3)所述固液分离通过压滤罐实现。
3.根据权利要求1所述的四氧化三锰的废水 处理工艺，其特征在于：步骤(3)所述清洗后产生的废水收集到步骤(1)中。
4.根据权利要求1所述的四氧化三锰的废水处理工艺，其特征在于：步骤(4)所述絮凝剂为二氧化锰和氟化铵的混合物，二氧化锰和氟化铵的质量比为8:2。
说明书
一种四氧化三锰的废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种四氧化三锰的废水处理工艺。
背景技术
目前，90%的四氧化三锰都是采用电解金属锰悬浮氧化法制备，每吨四氧化三锰的生产过程中会产生5～8吨的工业废水，这些废水中含有大量的锰、钙、镁、钠、氯、硅等元素，这些元素若随着废水直接排放，不仅是水资源和锰元素的浪费，更是对环境的一种污染。现有的处理方法是通过化学氧化法处理废水，使废水中的锰元素与氧气反应生成沉淀物(氧化锰)，然后固液分离实现锰元素的回收。这种方法处理废水锰元素回收率不高，且废水净化不彻底，依然会对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锰元素回收率高废水净化彻底的四氧化三锰的废水处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种四氧化三锰的废水处理工艺，包括如下步骤：
(1)收集四氧化三锰生产过程中的废水，并调节pH值，使pH值保持在8～11，然后调节温度，使温度保持在30～40℃;
(2)将调节好pH值和温度的废水进行氧化反应，氧化反应时间为5～8小时;氧化反应在氧化塔内进行，废水以喷淋方式从塔顶喷淋而下，被塔内的氧化剂氧化，所述氧化剂包括臭氧和氧化铝，臭氧与氧化铝反应生成羟基，羟基、臭氧与废水中的锰离子反应后沉淀，当锰离子沉淀后，羟基、臭氧与废水反应形成氧化膜，氧化膜可持续对废水进行氧化;
(3)氧化反应后进行固液分离，分离后的固体进行清洗、干燥后回收;
(4)在分离后的液体中添加絮凝剂进行搅拌后沉淀静置，然后再进行固液分离，再次分离后的液体进行净化处理后检测合格排放，再次分离后的固体进行锰检测，若含有锰元素，则进行清洗、干燥后回收锰，若不含锰元素，则按固定废物处理。
进一步地，步骤(3)所述固液分离通过压滤罐实现。
进一步地，步骤(3)所述清洗后产生的废水收集到步骤(1)中。
进一步地，步骤(4)所述絮凝剂为二氧化锰和氟化铵的混合物，二氧化锰和氟化铵的质量比为8:2。
本发明具有以下有益效果：
(1)先调节pH值和温度，提高氧化反应的效率;
(2)采用臭氧和氧化铝作为氧化剂，可产生氧化能力强的羟基，废水中的锰离子和臭氧反应为氧化锰沉淀物，还有少量的锰元素可与羟基反应生成氢氧化锰沉淀，使锰元素氧化更彻底;另外，臭氧还可与废水反应产生大量的二氧化碳和羧酸，羧酸带有羟基键，形成一层氧化膜，氧化膜持续氧化废水，节约资源;
(3)采用二氧化锰和氟化铵作为絮凝剂，可以有效除去废水中的钙、镁、钠、氯、硅等元素，使废水净化更彻底。
具体实施方式
本实施例提供的四氧化三锰的废水处理工艺包括如下步骤：
(1)收集四氧化三锰生产过程中的废水，采用氨水调节pH值，使pH值保持在8～11，优先选择为pH值为9，然后调节温度，使温度保持在30～40℃，优先选择为温度为35℃，是废水中的pH值和温度适合后期的氧化反应的条件，提高沉锰反应;具体实现为设置有收集罐，收集罐顶部设有收集废水进口，底部设有收集废水出口，所述收集罐内设有搅拌装置、pH传感器、温度传感器和液位传感器，所述收集罐顶部还设有与收集罐内连通的调节管，调节管位于收集罐外的部位安装有电磁计量阀，所述收集罐的罐底还安装有可加热废水的加热组件。
(2)将调节好pH值和温度的废水进行氧化反应，氧化反应时间为5～8小时;氧化反应在氧化塔内进行，废水以喷淋方式从塔顶喷淋而下，被塔内的氧化剂氧化，所述氧化剂包括臭氧和氧化铝，臭氧与氧化铝反应生成羟基，羟基、臭氧与废水中的锰离子反应后沉淀，当锰离子沉淀后，羟基、臭氧与废水反应形成氧化膜，氧化膜可持续对废水进行氧化;具体实现为与收集罐的废水出口连接的氧化罐，所述氧化罐内安装有多个绕氧化罐内壁设置的曝气管，多个曝气管沿氧化罐竖直方向均匀分布，每根曝气管上安装有间隔均匀的数个曝气头，每个曝气头朝上倾斜，与水平面之间形成35度的夹角，同时每个曝气头向内旋转，按照相同的旋转角度绕曝气管中心设置，所述旋转角度为每个曝气头与其在曝气管上的安装处的曝气管切线之间呈30度夹角，最底层的曝气管下方对称安装有引流缓冲板，引流缓冲板通过扭簧铰接在氧化罐内壁，所述氧化罐上部安装有安全泄压阀，顶部还开有催化剂添加口;将调节后的废水通过氧化废水进口送入氧化罐内，废水从氧化罐中部落下，经引流缓冲板缓冲后落入氧化罐底部，避免对氧化罐造成过大的冲击，含锰废水送入氧化罐后，通过曝气管通入臭氧气体进行曝气，同时通过催化剂添加口向氧化罐内添加催氧化铝作为催化剂，从而使得含锰废水中的锰离子和臭氧反应生成为含锰沉淀物，同时臭氧作为氧化剂并加入催化剂发生氧化反应产生羟基，锰离子还可与羟基发生氧化反应同样生成含锰沉淀物，从而完成一次氧化沉锰，去除含锰废水中大部分的锰离子;通过将每根曝气管上的曝气头按同一旋向并向上倾斜设置，使得曝气头爆出的气体在废水中形成旋流，旋流带动废水搅动，从而使得锰离子和臭氧、锰离子和羟基接触更加充分，反应更加彻底，即大大提高了沉锰的效果，提高了去除含锰废水中锰离子的效果及效率，另外，臭氧还可与废水反应产生大量的二氧化碳和羧酸，羧酸带有羟基键，形成一层氧化膜，氧化膜持续氧化废水，节约资源。
(3)氧化反应后进行固液分离，分离后的固体进行清洗、干燥后回收;所述固液分离采用压滤罐实现，所述压滤罐顶部的进料口通过管道与氧化罐的氧化废水出口连通，管道上安装有阀门，所述压滤罐内上部安装有倾斜设置的分隔过滤板，分隔过滤板上均匀开有过滤孔，且在压滤罐罐壁上分隔过滤板低端处开有出料口，压滤罐上出料口处安装有与出料口匹配的密封开关门，所述出料口外通过输送通道连接有回收罐，将回收罐的回收的固体运输到生产四氧化三锰的工艺中的清洗、干燥中进行干燥和清洗，清洗产生的废水收集到收集罐中，所述压滤罐底部开有滤水出口。
(4)在分离后的液体中添加絮凝剂进行搅拌后沉淀静置，然后再进行固液分离，再次分离后的液体进行净化处理后检测合格排放，再次分离后的固体进行锰检测，若含有锰元素，则进行清洗、干燥后回收锰，若不含锰元素，则按固定废物处理，所述絮凝罐的进料口与压滤管的滤水出口连接，所述絮凝罐的一侧下部设有与其内部连通的加料管，以及按照其内的搅拌装置，所述絮凝管的底部设有出料口，出料口连接有第二压滤罐，进行固液分离。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
