生物制劑法處理含錳廢水新工藝研究.pdf

1、電解二氧化錳是資源、能源消耗高，污染物產(chǎn)生量大的行業(yè)。其產(chǎn)生的含錳廢水中含有大量的錳，直接排入水體，將會(huì)對(duì)水體、土壤等生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染，帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題。目前普遍使用石灰中和水解法處理，但出水難以穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。含錳廢水的高效治理仍是重金屬?gòu)U水處理中關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 本研究在熱力學(xué)研究及含錳廢水特性分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了生物制劑配合-水解法直接深度處理含錳廢水新技術(shù)。
　　 在全面考慮錳離子在水中存在的各種羥合配

2、離子的基礎(chǔ)上，引入配位化學(xué)和水化學(xué)的有關(guān)理論，對(duì)Mn2＋-H2O體系中羥合配離子的熱力學(xué)平衡進(jìn)行詳細(xì)全面的分析研究，并利用Pitzer理論計(jì)算了體系中不同離子強(qiáng)度下的活度系數(shù)，繪制不同離子強(qiáng)度下錳的各類配合離子濃度pc-pH圖。根據(jù)配位化學(xué)熱力學(xué)原理及Pitzer理論，繪制了298.15K下－Inγ±MnSO4－I關(guān)系圖及pc-pH圖。－Inγ±MnSO4－I圖表明I從0.00到0.09時(shí)，－Inγ＋MnSO4從0.00迅速增大到1.2

3、1；當(dāng)0.00≤I≤1.69時(shí)，－Inγ＋MnSO4變化很緩慢；I≥2.25時(shí)，－Inγ±MnSO4基本不變。pc-pH圖表明Mn(OH)2(s)的最小溶解度隨離子強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)I由0.00增加到4.00時(shí)，pc由6.5減小到5.5；最小溶解度的pH也隨離子強(qiáng)度增加而增加，離子強(qiáng)度由0.00增加到2.89時(shí)，pH由11.80增至12.76，I(I≤4.00)再增加，pH保持不變；不同離子強(qiáng)度下Mn(OH)2(s)的最小溶解度與相應(yīng)

4、的pH存在單值函數(shù)關(guān)系。
　　 在含錳廢水特性分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了生物制劑配合-水解法直接深度處理含錳廢水新技術(shù)。含錳廢水生物制劑配合體系中存在兩個(gè)緩沖區(qū)，分別為pH值8.80-11.18和12.28-13.08。廢水從pH值2.04升高至10.00左右，氫氧化鈉的理論加入量為2.67-4.00 g/L。生物制劑配合-水解法直接深度處理含錳廢水優(yōu)化工藝條件：生物制劑加入量控制生物制劑與廢水中錳的質(zhì)量比為0.2，配合時(shí)間5min，

5、水解時(shí)間5min，溫度25℃，pH值10.0，PAM加入量2mg/L，可將廢水中錳濃度從994mg/L去除到0.127mg/L，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)結(jié)果出水中錳濃度為0.0651mg/L，達(dá)到了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的限值0.1mg/L。
　　 正交試驗(yàn)的極差分析表明，影響生物制劑去除錳離子的各因素的主次順序?yàn)椋簆H值＞配位時(shí)間＞生物制劑加入量＞溫度＞PAM加入量＞水解時(shí)間。沉渣SEM、EDS、XRD、IR分析結(jié)果

6、表明：含錳沉渣呈無(wú)定型及棒狀，主要物相為CaSO4，渣中錳含量達(dá)14.16％，可返回生產(chǎn)系統(tǒng)回收錳。生物制劑通過(guò)其中的-OH、-COOH、-NH、-C=O、-SO3、-C-O(H)、C-Cl等基團(tuán)與廢水中的含錳離子配合，在水解的過(guò)程中形成難溶物質(zhì)沉淀分離。
　　 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果確定了工業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)條件：生物制劑的投加量控制生物制劑與廢水中錳的質(zhì)量比為0.6，配位時(shí)間為40min，水解時(shí)間60min、pH10。最優(yōu)化條件下的工業(yè)試