本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及含電解錳渣廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

錳渣廢水中含有大量mn2+、mg2+、ca2+等其他金屬離子，其中mn離子含量約為3000mg/l。因此廢水處理的同時，需考慮對錳資源的回收利用。由于mg和ca等離子的存在，如何降低mg和ca對錳資源回收的干擾十分重要。由于mn、mg和ca離子和碳酸根或氫氧根反應(yīng)生成的沉淀物的溶解度十分接近，傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法無法充分實現(xiàn)mn的選擇性分離和提純。即便通過調(diào)節(jié)沉淀調(diào)節(jié)，能提高錳的選擇性沉淀，但是由于錳渣清洗廢水的成分變化復(fù)雜，波動較大，因此對實時調(diào)整運行工況（投藥量、ph、溫度和反應(yīng)時間）的要求非常高，不易于現(xiàn)場的運行和管理。

問題二：錳渣廢水屬于無機(jī)廢水，但在屏蔽金屬離子的情況下，檢測過程中仍然發(fā)現(xiàn)了較高濃度的codcr（約為500mg/l），可能是在錳渣的處理過程中帶入的pam或腐殖質(zhì)所導(dǎo)致。

問題三：由于電解錳渣工藝中使用了大量的氨水調(diào)節(jié)ph，因此錳渣廢水中含有大量的nh4+(含量約為1500mg/l),可考慮用適當(dāng)?shù)姆椒▽辟Y源以氨水或硫酸銨溶液的形式得以回用，但必須考慮廢水中mg和ca離子對氨回收工藝，特別是對系統(tǒng)結(jié)垢的影響。

問題四：污水的水量較小，必須考慮連續(xù)運行和間歇運行對設(shè)備和處理效果的影響因素。

上述問題有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對錳渣廢水處理中產(chǎn)生的主要環(huán)境污染因子（有機(jī)物，mn2+,ca2+,mg2+,氨氮），結(jié)合電解錳渣的無害化處理的工藝特點，設(shè)計制定了對廢水中有價組分的回收利用工藝，在保障對廢水中污染物的達(dá)標(biāo)處理并最大限度的實現(xiàn)資源化（mno2，中水回用、氨氮等）利用，以充分實現(xiàn)對電解錳渣的無害化綠色閉環(huán)處理。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種含電解錳渣的廢水處理方法，包括以下步驟：

s1.利用絮凝沉淀法去除污水中的ss，即去除水中易于沉淀的較大顆粒污染物；

s2.利用空氣自然氧化法除mn2+，即將mn2+轉(zhuǎn)化成mno2,并沉淀回收；

s3.利用藥劑法除mg2+、ca2+軟化水質(zhì)，藥劑法采用蘇打石灰法，蘇打石灰法是往水中投加石灰、純堿，生成難溶于水的碳酸鈣和氫氧化鎂，并沉淀過濾去除；

化學(xué)反應(yīng)式為：caso4+na2co3=caco3↓+na2so4

mgso4+na2co3=mgco3+na2so4

mgco3+ca(oh)2=mg(oh)2↓+caco3↓

s4.采用過濾器進(jìn)一步去除水中的各種金屬離子和ss；

s5.采用吹脫法或汽提去除氨氮，吹脫或汽提出來的氨氣進(jìn)入吸收塔，利用稀硫酸吸收，形成硫酸銨溶液，回收利用；

其特征在于：步驟s2中空氣自然氧化法為控制ph=8~9，按照理論空氣需要量的2倍來控制空氣流量，停留時間控制<0.5h。

作為優(yōu)選，s2控制空氣流量采用微孔曝氣或水射器溶氣曝氣。

作為優(yōu)選，s4的過濾器產(chǎn)用石英砂/錳砂過濾器。

作為優(yōu)選，吹脫法采用高溫蒸汽吹脫或空氣吹脫。

作為優(yōu)選，s5后增加沸石吸附除氨氮的步驟。

作為優(yōu)選，在s5步驟后增加mbr法。

作為優(yōu)選，步驟s1沉淀后的污泥經(jīng)壓濾、干化后制磚或者作為水泥原料。

作為優(yōu)選，步驟s3中加入pam。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：一種含電解錳渣的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于包括調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、曝氣氧化池、mno2沉淀池、第二混凝沉淀池、石英砂/錳砂濾罐、至少一級氨氮吹脫塔，調(diào)節(jié)池通過第一輸送管道連接混凝沉淀池，第一輸送管道上設(shè)置有第一輸送泵、閥門、第一管道混合器，管道混合器通過第一加藥管道連接第一加藥裝置，混凝沉淀池底端設(shè)置第一排泥管道，混凝沉淀池通過第二輸送管道連接曝氣氧化池，曝氣氧化池通過第三輸送管道連接沉淀罐，沉淀罐底端設(shè)置第二排泥管道，沉淀罐通過第三輸送管道連接第二混凝沉淀池，第二混凝沉淀池底端連接第一排泥管道，第三輸送管道上設(shè)置第二管道混合器，第二管道混合器通過第二加藥管道連接第二加藥裝置，第二混凝沉淀池通過第四輸送管道連接石英砂/錳砂濾罐，石英砂/錳砂濾罐通過第五輸送管道連接至少一級氨氮吹脫塔，第五輸送管道上設(shè)置有第三管道混合器，第三管道混合器通過第三加藥管道連接第三加藥裝置。

作為優(yōu)選，至少一級氨氮吹脫塔后連接mbr反應(yīng)器，mbr反應(yīng)器出水管道上設(shè)置有第四管道混合器，第四管道混合器連接次納加藥裝置，出水管道連接回用池。

作為優(yōu)選，氨氮吹脫塔設(shè)置為四級，每級前配設(shè)中間水罐。

作為優(yōu)選，第一加藥裝置包括聚鐵加藥裝置、酰胺加藥裝置。

作為優(yōu)選，第二加藥裝置碳酸鈉加藥裝置、石灰石加藥裝置。

作為優(yōu)選，第三加藥裝置為酸堿加藥裝置。

作為優(yōu)選，第一排泥管道和第二排泥管道均連接螺桿進(jìn)泥泵、疊螺脫水機(jī)/板框壓濾機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：該工藝的核心思路是利用二價錳離子易于氧化并形成mno2沉淀，實現(xiàn)mn的提純及回用，通過曝氣量及曝氣方式的選擇和優(yōu)化提高二價mn離子的氧化效率及mno2的純度和晶型，以產(chǎn)生可以被利用的錳資源?；趶U水中nh4+濃度較高，因此采用吹脫—水/酸吸收工藝實現(xiàn)高濃度氨水或氨溶液的回用。為減輕吹脫系統(tǒng)的結(jié)垢問題，在此之前添加水軟化系統(tǒng)，以去除水中的鈣鎂離子，充分降低水的硬度。經(jīng)處理過后的水可100%回用至錳渣清洗過程中，最終實現(xiàn)廢水零排放。膜生物反應(yīng)器可作為對廢水中有機(jī)物去除的最終屏障，一旦廢水中有機(jī)物含量較高，則可利用膜截留及生物強化處理，去除有機(jī)物。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖2為工藝去除率對比表。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實施例1：一種含電解錳渣的廢水處理方法，包括以下步驟：

s1.利用絮凝沉淀法去除污水中的ss，即去除水中易于沉淀的較大顆粒污染物；本過程不會對氨、mn2+、mg2+、ca2+等其他金屬離子產(chǎn)生影響，本步驟對后期得到較純凈的mno2奠定了基礎(chǔ)。

s2.利用空氣自然氧化法除mn2+，即將mn2+轉(zhuǎn)化成mno2,并沉淀回收；通過最經(jīng)濟(jì)的氧化劑-空氣將mn2+氧化為四價錳進(jìn)行回收去除，此方法稱為空氣自然氧化法除錳。

控制ph=8.2-8.4（此ph條件下，其他離子不會產(chǎn)生氫氧化物沉淀），按照理論空氣需要量的2倍來控制空氣流量，采用微孔曝氣或水射器溶氣曝氣的方式，提升氧氣在水中的分布效果，提高mn與氧氣的反應(yīng)速率，使得mn2+快速被氧化形成mno2沉淀。同時，適當(dāng)?shù)奶岣咄Ａ魰r間，以實現(xiàn)最大化的錳的回收。此步驟采用沉淀罐沉淀mno2，可得較為純凈的產(chǎn)品。由于曝氣的作用，會有一部分游離態(tài)的氨逃逸，可根據(jù)實際情況續(xù)接氨吸收裝置，提升氨的回收率。

s3.利用藥劑法除mg2+、ca2+軟化水質(zhì)，藥劑法采用蘇打石灰法，蘇打石灰法是往水中投加石灰2-3kg/m3、純堿1-2kg/m3，以除去其中鈣、鎂鹽類的沉淀軟化法。石灰能除去水中的碳酸鹽硬度，純堿能除去非碳酸鹽硬度，它們與水中鈣鎂鹽類反應(yīng)。生成難溶于水的碳酸鈣和氫氧化鎂，并添加少量pam，設(shè)置沉淀池，過濾去除；

化學(xué)反應(yīng)式為：caso4+na2co3=caco3↓+na2so4

mgso4+na2co3=mgco3+na2so4

mgco3+ca(oh)2=mg(oh)2↓+caco3↓

s4.采用石英砂/錳砂過濾器進(jìn)一步去除水中的各種金屬離子和ss；保證各種金屬離子的完全去除，殘留在水相中的mn離子以及mno2能進(jìn)一步被去除得到。通過過濾器進(jìn)行定期的反洗，可進(jìn)一步提升錳的回收效率。

s5.采用高溫蒸汽吹脫法去除氨氮，吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。廢水中的nh3-n通常以銨離子（nh4+）和游離氨(nh3)的形式存在。當(dāng)ph為中性時，nh3-n主要以銨離子（nh4+）形式存在，當(dāng)ph值為堿性，nh3-n主要以游離氨（nh3）狀態(tài)存在。吹脫法是在沸水中加入堿，調(diào)節(jié)ph值至堿性，先將廢水中的nh4+轉(zhuǎn)化為nh3，然后通入蒸汽或空氣進(jìn)行解吸，將廢水中的nh3轉(zhuǎn)化為氣相，從而將nh3-n從水中去除。吹脫出來的氨氣進(jìn)入吸收塔，利用稀硫酸吸收，形成硫酸銨溶液，回收利用；

s5后增加沸石吸附除氨氮的步驟，保證氨氮的完全去除。

在s5步驟后增加mbr法，用mbr（膜生物反應(yīng)器）法，去除水中可能含有的有機(jī)物。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥(mlss)濃度可提升至8000~10,000mg/l，甚至更高；污泥齡(srt)可延長至30天以上。膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現(xiàn)對污水深度凈化，同時硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

步驟s1沉淀后的污泥經(jīng)壓濾、干化后制磚或者作為水泥原料?；炷恋懋a(chǎn)生的污泥，通過板框壓濾機(jī)壓濾后，含水率達(dá)到70%。經(jīng)干化可以作為制磚或者水泥的原料。通過以上步驟，污水得到凈化處理，達(dá)標(biāo)回用。錳和氨得到回收利用。

實施例2：如圖1所示，一種含電解錳渣的廢水處理系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池1、混凝沉淀池2、曝氣氧化池3、mno2沉淀池4、第二混凝沉淀池5、石英砂/錳砂濾罐6、四級氨氮吹脫塔7，調(diào)節(jié)池1通過第一輸送管道8連接混凝沉淀池2，第一輸送管道8上設(shè)置有第一輸送泵、閥門、第一管道混合器，第一管道混合器通過第一加藥管道9連接聚鐵加藥裝置29、酰胺加藥裝置30，混凝沉淀池2底端設(shè)置第一排泥管道10，混凝沉淀池2通過第二輸送管道11連接曝氣氧化池3，曝氣氧化池3通過第三輸送管道12連接mno2沉淀池4，mno2沉淀池4底端設(shè)置第二排泥管道14，mno2沉淀池4通過第三輸送管15道連接第二混凝沉淀池5，第二混凝沉淀池5底端連接第一排泥管道10，第三輸送管道15上設(shè)置第二管道混合器，第二管道混合器通過第二加藥管道16連接碳酸鈉加藥裝置28、石灰石加藥裝置31，第二混凝沉淀池5通過第四輸送管道17連接石英砂/錳砂濾罐6，石英砂/錳砂濾罐6通過第五輸送管道19連接四級氨氮吹脫塔7，每級前配設(shè)中間水罐20，第五輸送管道19上設(shè)置有第三管道混合器，第三管道混合器通過第三加藥管道21連接酸堿加藥裝置32。

四級氨氮吹脫塔7后連接mbr反應(yīng)器22，mbr反應(yīng)器22出水管道23上設(shè)置有第四管道混合器，第四管道混合器連接次納加藥裝置24，出水管道23連接回用池25。

第一排泥管道10和第二排泥管道14均連接螺桿進(jìn)泥泵26、疊螺脫水機(jī)27。

曝氣氧化池3，停留時間<0.5h,氧氣4mg/l,體積4-5m3。

mno2沉淀池4，停留時間0.5h（凝）1-2h（沉）。

第二混凝沉淀池5，停留時間0.5h（凝）1-2h（沉）。

工藝去除率（%）:



所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種含電解錳渣的廢水處理方法及其處理系統(tǒng)，包括以下步驟：S1.利用絮凝沉淀法去除污水中的SS，即去除水中易于沉淀的較大顆粒污染物；S2.利用空氣自然氧化法除Mn2+，即將Mn2+轉(zhuǎn)化成MnO2,并沉淀回收；S3.利用藥劑法除Mg2+、Ca2+；S4.采用過濾器進(jìn)一步去除水中的各種金屬離子和SS；S5.采用吹脫法或汽提去除氨氮，吹脫或汽提出來的氨氣進(jìn)入吸收塔，利用稀硫酸吸收，形成硫酸銨溶液，回收利用；步驟S2中空氣自然氧化法為控制pH=8~9，按照理論空氣需要量的2倍來控制空氣流量，停留時間控制<0.5h。

技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)超;余勇

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇創(chuàng)仕德環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2019.05.07

技術(shù)公布日：2019.10.08