基本信息
- 项目名称：
- 电解锰废水处理及锰回收研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 主要通过离子交换法资源回收电解锰废水中的锰和氨污染物，减少重金属锰和氨氮的排放并能回用废水，回收的锰液用于生产过程电解阶段，达到提高锰的产品收率，减少中和产生的固体废物：含锰污泥
- 详细介绍：
- 首先设计并采用可行方法比较研究对含锰废水的处理效果： （1）加碱沉淀法，加入NaOH溶液使水样中Mn2+沉淀形成Mn(OH)2，静置澄清后取上层清液测定锰浓度，计算去除效率（即转化成沉淀中锰的比例）。 (2）碳酸锰沉淀法，加入碳酸钠使水样中Mn2+形成MnCO3沉淀，静置澄清后取上层清液测定锰浓度，计算去除效率。 (3) 离子交换法：加入离子交换树脂，搅拌一段时间后使Mn2+与离子交换树脂中Na+离子交换而吸附在树脂中，取上层清液测定锰和氨浓度，计算去除效率。再生时，取再生液测锰离子浓度，计算解脱率。试验考察了不同温度、pH值、时间等因素对吸附的影响，再生浓度、体积、时间对解脱率的影响。 其次，根据研究数据选择最合适的方法即离子交换法。再用控制变量法，在不用影响因素下试验，找出离子交换树脂的最佳吸附条件和最佳解析条件。 再次，综合以上实验方法和数据作出总结。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 主要通过离子交换法资源回收电解锰废水中的锰和氨污染物，减少重金属锰和氨氮的排放并能回用废水，回收的锰液用于生产过程电解阶段，达到提高锰的产品收率，减少中和产生的固体废物：含锰污泥。
科学性、先进性及独特之处
- 实验采用离子交换法，将废水通过阳离子交换树脂吸附废水中的Mn2+、NH4，出水水质可以达到排放及回用标准。再通过再生工序，获得高浓度的含Mn2+、NH4+溶液，送至电解槽回收锰。是一种减污增效的清洁生产工艺，消除了传统中和沉淀法处理产生的废渣，出水水质优于传统工艺，并符合该行业的废水治理清洁生产方向。
应用价值和现实意义
- 该技术不同于现有的还原曝气中和沉淀法等废水处理工艺，具有明显的锰和氨资源化特点，提高锰资源利用水平，减少了锰和氨的排放，缓解地表水环境压力，且投资较低，回收率高，处理工艺可靠实用，是电解锰废水处理一条新路径。
学术论文摘要
- 比较采用离子交换法对电解锰工业中生产废水和渣场废水进行了处理及锰的回收试验研究。结果表明，加碱中和法、碳酸锰沉淀法、离子交换法三种方法中，前两种废水中锰难以达到排放标准2mg/L，且过滤困难，离子交换法显示优良的吸附性和再生性能。通过考察离子交换工艺处理电解锰废水的主要影响因素，显示出较强的吸附性，操作稳定性，解吸容易。离子交换交换柱试验，出水水质极好，单次再生效率84.5%，表现该法是具有实际价值的减污增效的可行方法
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]刘作华等. 从电解锰渣中湿法回收锰[J].化工进展.2009（28）：166-178. [2]张玉灿等.四氧化三锰工业废水中锰离子的回收[J].金属矿山，2007(7)：77-79. [3]徐婷婷等. 离子交换技术在电解锰工业废水处理中的应用[J].污染防治技术.2009（22）：62-64 [4]钟琼.电解锰生产废水处理技术研究[D].湖南大学.2006. [5]堪永红等.含铬、锰酸性废水处理技术探讨[J].环境科学动态, 2004, 14(1):26-28. [6]潘琼.三维电解法深度处理电解锰废水技术研究[J].江苏环境技术,2007(20):32-34. [7]欧阳玉祝.铁屑微电解法处理电解锰生产废水[J].吉首大学学报.2002,23(2):33-37 [8]喻旗.铁/炭微电解床处理电解锰生产钝化废水[J].中国锰业,2002,20(1):12-13 [9]姚俊,等.电解金属锰废水处理的研究[J].中国锰业, 2000, 18 (3): 25-27. [10]樊玉川.含锰废水处理研究[J].湖南有色金属, 1995, 14(3): 36-38. [11]李志平.浸取环境对电解锰废渣中锰浸取的影响[J].吉首大学学报.2006(27):102 [12]余嘉政.电解锰废水中锰(Mn2+)和氨氮(NH3-N)的处理[J].环境化学.1992(11):36-38
同类课题研究水平概述
- 2006年前在我国湖南、贵州、重庆交界处以锰矿闻名，又称“锰三角”，存在大量的电解锰企业，排放了大量的有毒有害废水，对当地地表水环境和居民饮水及身体健康造成了强烈的不良影响。为遏制该行业继续污染当地环境的行为，环保部组织了环保风暴行动，监督组织企业进行污染治理。污染的势头得到了改善。 传统的污水处理工艺注重末端治理、未考虑资源回收，显得越来越不符合清洁生产技术的发展。目前采取污水治理的措施，多采用硫酸铁还原，加石灰沉淀法，曝气吹脱，使Mn2+形成沉淀进入污泥中，氨气进入大气中。企业需要不断更新工艺技术，采用先进的废水的治理及回收技术，所以采用传统的石灰中和法存在很多的弊端，一是产生污泥，增加了渣场的负荷；二是浪费锰资源，使锰变成了污泥废渣；三是处理过程略显复杂，步骤较长。 目前因为电解锰行业的整治，废水基本做到达标排放，国内外的进一步深入研究较少，少量的研究注重回收碳酸锰，及采用交换膜法回收锰，但从事离子交换法的具体试验研究论文仅有一篇，且采用仅含锰离子的模拟废水，没有考虑废水中铵根对工艺的影响，需要进一步深入地解决氨氮的去除问题。而这一行业的污染历史及对废水处理技术的需求，表明简单实用的可回收资源的废水处理工艺，将可获得企业的广泛应用。 本论文研究了离子交换法回收工艺的锰回收效率和实用性，实验结果表明，该法降低资源浪费率，提高锰的回收率，有利于提高水的重复利用率，减少锰和氨的排放，减少固体废物污泥的产生量。同时也可以回收渣场渗滤水中锰和氨，减少了传统中和法的处理成本，同时回收的锰和氨都能回收重复利用，增加了效益。该法是可行的有实际价值并能减污增效的废水治理技术，是目前电解锰行业需要引入的废水及资源回收利用技术，是有利于改善厂区环境卫生提高自动化程度的清洁生产技术。
