CN105036431A - 一种治理矿山含铁废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿山废水治理领域,具体涉及一种治理矿山含铁废水的方法,将浓度为0.5-3mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌5-10min后,获得混合液;在温度为5-27℃下,将混合液与浓度为60-180g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为58-107℃下进行微波反应至物料pH为5-10后,获得中间物料;待中间物料冷却至40-55℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌1-3h后,将其加入浓度为0.3-0.7mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌0.5-4h后,经固液分离,获得除铁液体,本发明具有工艺简单,反应条件低,治理效果佳,试剂用量少的优点,其中,该法的治理效果堪比生物法。
Description
技术领域
本发明属于矿山废水治理领域,具体涉及一种治理矿山含铁废水的方法。
背景技术
人类对矿产资源的需求日益增长的时候,矿产资源开采及加工过程中产生的废水也随之增加,由于该废水中含有金属离子,若治理不善,将会造成污染,甚至危害人体及生物体,因此矿山废水的治理问题成为环保领域的重大研究课题。
我国矿山废水的治理技术仍不成熟,一般是向废水中加碱使得沉淀物析出,进而降低废水中金属离子的含量,但该法难以控制用碱量,若用碱过小,金属物质不能完全沉淀,若用碱过量,又造成碱污染,除此之外,沉淀的金属物难以再利用,将会造成二次污染。
近年来,生物法治理矿山废水成为国内外科研人员研究的新课题,该法具有回收高效,无二次污染的优点,但其治理成本高、治理条件苛刻,如申请号为200910038782.7的《一种处理酸性矿山废水的方法》公开了一种利用柠檬酸杆菌与酸性矿山废水进行厌氧反应,其效果佳,流程简单,全程无污染,但其柠檬酸杆菌培养难,反应条件苛刻。
由于矿山废水中含铁量较高,若将其直接排入水中,会造成水中含铁量增高,通过水进入土壤会增加土壤的含铁量,通过植物吸收或饮水传入人或生物体内,将造成铁含量增高,一旦人体内铁含量过高,将降低人体免疫功能,进而易感染病菌。
基于此背景下,本发明为矿山含铁废水的治理提供一种新思路。
发明内容
本发明目的在于解决上述困难,提供一种工艺简便,反应条件低、治理效果佳的治理矿山含铁废水的方法,具体通过以下方案实施:
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为0.5-3mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌5-10min后,获得混合液;
(2)在温度为5-27℃下,将混合液与浓度为60-180g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为58-107℃下进行微波反应至物料pH为5-10后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至40-55℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌1-3h后,将其加入浓度为0.3-0.7mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌0.5-4h后,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为与含铁废水体积的0.2-0.6倍。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:3-7。
所述的有氧气体为氧气或空气。
所述的有氧气体与中间物料的体积比为0.2-0.5倍。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.05-0.3倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为100-300r/min。
所述步骤(2)中微波频率为1000-2100MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为50-150r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
所述清液为除铁溶液。
所述固体留置待用。
本发明的有益效果
本发明采用微波技术,降低了用碱量,进而减少了石灰乳的用量,结合利用微波釜的高频,使得分子高速运转,进而使得分子强烈碰撞,释放出大量热,进而缩短了反应时间;利用酸碱中和原理并结合吸附作用,使得废水中二价铁转化为稳定的三价铁后沉降析出,进一步结合充入有氧气体时,控制搅拌转速为50-150r/min范围内,使得物料碱发生了明显变化,并通过分别检测钾矿、铜矿、锌矿、铁矿、硫矿、磷矿的含铁废水处理前后中铁含量,得出,在此范围内,除铁率平均为99.8%,当转速小于50r/min时,除铁率约为86%,当转速大于150r/min时,除铁率约为92%,本发明再结合相关反应条件的控制,使得在反应效果最优化的前提下大大降低了试剂的用量;结合废水含量的传统检测分析,其结果为,该法提取率为95%以上,与生物法提取率持平,而传统中和法的提取率约为60-80%,可推出,本发明的铁治理效果佳,反应条件低,工艺流程简单。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为1mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌6min后,获得混合液;
(2)在温度为23℃下,将混合液与浓度为120g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为87℃下进行微波反应至物料pH为6后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至46℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌2h后,将其加入浓度为0.5mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌3h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积为0.4倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为25%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:5。
所述的有氧气体为氧气。
所述的氧气与中间物料的体积比为0.35:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.08倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为250r/min。
所述步骤(2)中频率为1600MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为100r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
实施例2
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为0.2mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌8min后,获得混合液;
(2)在温度为16℃下,将混合液与浓度为55g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为78℃下进行微波反应至物料pH为8后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至52℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌1.5h后,将其加入浓度为0.45mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌0.5h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积的0.55倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为48%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:6。
所述的有氧气体为氧气。
所述的氧气与中间物料的体积比为0.35:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.1倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为250r/min。
所述步骤(2)中微波频率为1900MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为200r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
实施例3
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为0.25mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌6min后,获得混合液;
(2)在温度为10℃下,将混合液与浓度为90g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为82℃下进行微波反应至物料pH为6后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至50℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌2h后,将其加入浓度为0.6mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌2h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积的0.3倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为32%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:5。
所述的有氧气体为空气。
所述的空气与中间物料的体积比为0.4:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.2倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为250r/min。
所述步骤(2)中微波频率为1500MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为130r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
实施例4
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为1mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌7min后,获得混合液;
(2)在温度为6℃下,将混合液与浓度为70g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为68℃下进行微波反应至物料pH为7后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至48℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌2.5h后,将其加入浓度为0.5mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌3h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积的0.3倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为48%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:4。
所述的有氧气体为氧气。
所述的氧气与中间物料的体积比为0.5:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.3倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为180r/min。
所述步骤(2)中微波频率为1200MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为80r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
实施例5
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为0.6mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌9min后,获得混合液;
(2)在温度为25℃下,将混合液与浓度为170g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为89℃下进行微波反应至物料pH为11后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至45℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌3h后,将其加入浓度为0.4mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌2.5h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积的0.4倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为30%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:6。
所述的有氧气体为空气。
所述的空气与中间物料的体积比为0.5:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.15倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为50r/min。
所述步骤(2)中微波频率为2000MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为100r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
实施例6
一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为2mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌6min后,获得混合液;
(2)在温度为30℃下,将混合液与浓度为162g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为105℃下进行微波反应至物料pH为7后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至30℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌1.5h后,将其加入浓度为0.5mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌1h后,过滤分离,经固液分离,获得清液和固体。
所述的过氧化氢为含铁废水体积的0.3倍。
所述的含铁废水中铁离子含量为60%。
所述的石灰乳与混合液的体积比为1:4.5。
所述的有氧气体为空气。
所述的空气与中间物料的体积比为0.35:1。
所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.1倍。
所述步骤(1)中搅拌速度为200r/min。
所述步骤(2)中微波频率为1300MHz。
所述步骤(3)中搅拌速度为200r/min。
所述聚丙烯酰胺属于阳离子型。
Claims (10)
1.一种治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,其步骤为:
(1)将浓度为0.5-3mol/L的过氧化氢加入含铁废水中搅拌5-10min后,获得混合液;
(2)在温度为5-27℃下,将混合液与浓度为60-180g/L的石灰乳混合均匀后,置于微波反应器中,控制料温为58-107℃下进行微波反应至物料pH为5-10后,获得中间物料;
(3)待中间物料冷却至40-55℃时,向其充入有氧气体进行混合搅拌1-3h后,将其加入浓度为0.3-0.7mg/L的聚丙烯酰胺溶液搅拌0.5-4h后,经固液分离,获得清液和固体。
2.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的过氧化氢为与含铁废水体积的0.2-0.6倍。
3.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的石灰乳与混合液的体积比为1:3-7。
4.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的有氧气体为氧气或空气。
5.如权利要求1或4所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的有氧气体与中间物料的体积比为0.2-0.5倍。
6.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的聚丙烯酰胺为含铁废水体积的0.05-0.3倍。
7.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述步骤(1)中搅拌速度为100-300r/min。
8.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述步骤(2)中微波频率为1000-2100MHz。
9.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述步骤(3)中搅拌速度为50-150r/min。
10.如权利要求1所述的治理矿山含铁废水的方法,其特征在于,所述的聚丙烯酰胺为阳离子型。
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