一种含锰废水絮凝剂及处理方法与流程

本发明涉及废水处理，尤其涉及一种含锰废水絮凝剂及处理方法。

背景技术：

1、近年来，随着工业化和城市化程度的提高，水环境污染问题日益突出。其中，水中锰含量过高是一个严重的问题，对人体健康和环境造成了巨大的威胁。因此，开发处理含锰废水的技术成为迫切需要解决的问题。

2、水中锰含量过高对人体健康产生的危害主要包括神经系统损害和中毒症状。长期摄入高锰水的人可能会出现头痛、失眠、嗜睡等症状，严重时可能引起恶心、呕吐、抽搐等中枢神经系统损伤。此外，高锰水源还对环境生态系统带来负面影响，破坏水生生物的生长和繁殖能力，甚至导致生态系统的崩溃。

3、为了解决这一问题，研究人员开发了多种处理含锰废水的技术。其中，化学沉淀法是一种常用的方法，通过添加适当的化学药剂，如氧化剂或沉淀剂，将水中的锰离子转化为不溶于水的固体沉淀物，从而去除锰离子。另外，生物吸附法利用微生物或其他吸附材料对锰离子进行吸附，降低水中锰的含量。高级氧化法利用产生的高级氧化剂对锰进行氧化分解，达到去除锰的效果。此外，膜技术也被应用于处理含锰废水，通过逆渗透、超滤等膜过程将锰离子从水中分离出来。

4、综上所述，处理水中锰含量过高的废水是为了保护人体健康和维护环境生态平衡的必要措施。化学沉淀法、生物吸附法、高级氧化法和膜技术等背景技术为处理含锰废水提供了多种选择，有望实现对水中锰含量的有效控制和治理。这些技术的研发和应用对于解决水污染问题具有重要意义，为构建清洁、安全的水资源提供了可行性和可持续性的解决方案。

5、杜冰、周长波在工业水处理第30卷第12期发表的《电解锰废水处理技术现状及展望》中介绍了现有的多种电解锰废水处理技术，包括絮凝沉降法、化学沉淀-混凝沉淀工艺法、微电解法、铁氧体沉淀法、离子交换膜-电解法、液膜法、改性天然高分子去除法等；

6、同时该文献在对絮凝沉降法的发展过程的进一步描述中提到：“樊玉川就利用石灰-pac对电解锰废水进行了处理，考察了ph和pac的添加量对处理效果的影响，结果发现，ph控制在8.5～10.0时可以获得比较好的处理效果，该条件下pac的最佳投加质量浓度为50mg/l，处理后废水中的锰由处理前的397mg/l降到了0.2mg/l，低于《污水综合排放标准》(gb8978—1988)中规定的2.0mg/l的排放标准。姚俊等于2000年分别利用聚合氯化物、聚合氯化物-硅酸盐、聚合氯化物-亚铁盐、聚合氯化物-铁盐、聚合氯化物-有机高聚物、有机高聚物、聚合氯化物-有机高聚物-ph调节剂等作为混凝剂处理电解锰废水。试验表明：聚合氯化物-有机高聚物-ph调节剂为最佳混凝剂，其最佳ph为9.5，在此条件下，二价锰的去除率为99.76％。”

7、但是，可以看到的是，上述两种方法在絮凝过程中的ph值都至少处于8.5以上，而如此高的ph值使得在对锰含量处理后还需进一步降低废水的ph值；

8、詹旭、罗泽娇、马腾等在地质科技情报第24卷第1期发表的《高岭土吸附剂去除含锰废水中锰离子的实验研究》中提供了高岭土用于处理含锰废水中锰离子的思路，同时该方案分别讨论了影响高岭土吸附锰离子的主要因素，包括时间、ph值、用量、粒度、溶液浓度对吸附作用的影响，并且在该方案中，ph值的最佳范围在碱性范围内对mn2+的吸附能力较强，同时为了提高去除率，该文献建议采用的ph值范围在7.5～8.5之间，而在中华人民共和国生态环境部于1993年8月5日开始实施的《生活饮用水水源水质标准》中规定，一级生活饮用水水源水质和二级生活饮用水水源水质的ph值要求均在6.5～8.5之间，因此，该文献中处理后的废水酸碱度是符合生活饮用水水源水质标准的；最终，该文献在结论处对影响因素进行了进一步的说明，“高岭土处理含mn2+废水的最佳条件是控制ph值在7.5～8.5间，搅拌时间为30min，粒度为0.177mm，吸附剂与水量比为12g：1l，当起始的ρ(mn2+)为100mg/l时，mn2+的去除率超过90％，其排放符合gb8978-1996工业废水排放一级标准。”

9、中国专利申请201710531125.0公开了一种工业废水处理剂，它是由以下重量份的组分组成：活性污泥65重量份、聚合氯化铝10重量份、麦饭石8重量份、活性炭13重量份、亚硫酸氢钠1-3重量份、聚丙烯酰胺2-4重量份、醋酸钠0.8-1.2重量份、聚硅硫酸铝1.5-2.5重量份、纳米氧化镁1.8-2.2重量份、高岭土8-12重量份、碳酸钾2-4重量份；该方案通过上述处理剂实现了对工业废水的处理，并且成本低廉，但进一步越多该方案的说明书可发现，该方案并未对废水处理后的效果做过多的说明；

10、中国专利申请202010894138.6公开了一种医药废水处理剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：高岭石纳米管改性含钛硅凝胶10-15份，硫酸铝5-8份，聚丙烯酰胺10-20份；聚合氯化铝铁5-15份；多孔陶粒负载锰铈复合物5-10份；通过该方案的实验结果可见，该方案对废水中的toc、cod、氮、ss表现出了极佳的去除能力，但从该方案的说明书及测试结果来看，该方案更加适合处理医药废水而非含锰废水。

11、本方案需要解决的问题：如何开发一种能够在较低的ph值的环境下仍能具有较高的对锰离子的去除能力的絮凝剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种含锰废水絮凝剂，该絮凝剂不同于传统絮凝剂的是，其在处理废水中的锰离子时，无须像传统的絮凝剂一样，需要较高的ph环境，进而使得其在处理含锰废水后无须再对废水的进行后续的ph处理。

2、为实现上述目的，本技术公开了一种含锰废水絮凝剂，按质量百分比计，所述含锰废水絮凝剂由以下组分构成：

3、

4、优选地，按质量百分比计，所述含锰废水絮凝剂由以下组分构成：

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6、

7、优选地，所述煅烧高岭土由高岭土经高温煅烧、破碎、过筛制得；所述高温煅烧的温度为450℃～500℃，时间为6～8小时。

8、优选地，在高温煅烧前，将高岭土与葡萄糖按5～8：1的质量比混合制得中间粉体，随后再将中间粉体依次进行高温烧结、破碎、过筛，得到煅烧高岭土。

9、优选地，所述煅烧高岭土包括小粒径煅烧高岭土、大粒径煅烧高岭土；

10、所述中间粉体依次进行高温烧结、破碎后，过100目筛，得到小粒径煅烧高岭土；

11、剩余粉体过200目筛，得到大粒径煅烧高岭土。

12、优选地，所述小粒径高岭土与大粒径高岭土的质量比为1：2～3。

13、此外，本技术还公开了一种含锰废水处理方法，将上述的含锰废水絮凝剂按80～100mg/l与含锰废水混合。

14、优选地，还包括ph调节剂，用于调节含锰废水的ph值至7.5～8.0；所述ph调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、醋酸钠中的至少一种。

15、优选地，所述含锰废水处理方法的锰离子去除率不低于99.5％。

16、本技术的有益效果是：

17、本技术通过对含锰废水絮凝剂配方上的优化使得各原料通过各自的特性结合产生协同作用，以提高污水处理的效果和效率；首先，不同类型的絮凝剂具有不同的化学结构特点，例如聚合氯化铝和聚合硫酸铝含有铝离子，而聚合硫酸铁含有铁离子。同时使用这些絮凝剂时，它们之间可能发生相互作用，如吸附、包络和交联等。这种相互作用能够增强絮凝剂的絮凝能力，更好地聚集和沉降悬浮物质；其次，电荷中和协同作用也是一种重要机制。不同絮凝剂在污水中的电荷性质可能有所不同。通过组合使用这些絮凝剂，正负电荷之间可能发生中和反应，使系统中的电荷平衡，并增强絮凝效果。例如，聚合硫酸铝富含阳离子，可以与负电荷的悬浮物吸附结合，促使悬浮物凝聚成较大的团聚体；此外，不同絮凝剂之间具有相互补充的特点。它们在处理不同类型的污水时可能表现出不同的适应性和优势。例如，聚丙烯酰胺具有较好的沉降性能，可以加速悬浮物的沉降速度；而聚合氯化铝具有较好的凝聚性能，有助于聚集悬浮物颗粒并形成固体沉淀；综合使用多种絮凝剂，可以实现协同效应，提高处理效果并减少絮凝剂的用量。这种组合使用的方式有助于解决不同污水特性和复杂情况下的处理问题，提高了污水处理的效率和成本效益。但需基于实际情况进行评估和确定最佳组合方案，并遵守相关法规和标准，确保处理后的污水能够达到排放要求。