本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法。
背景技術(shù)：
電解錳渣是用電解法生產(chǎn)金屬錳過程中經(jīng)過壓濾產(chǎn)生的一種工業(yè)廢渣，目前電解錳渣都是采用露天堆存的形式排放。
電解錳渣成分復(fù)雜、顆粒細小、含水率高、呈漿體狀。電解錳渣在堆存過程中，產(chǎn)生的主要毒性污染物是Mn2+和NH4+-N。
可溶性的錳與氨氮會在雨水的沖刷與自身的滲透下形成滲濾液。電解錳渣滲濾液中Mn的含量為1776.8mg/L，是標(biāo)準(zhǔn)的355倍，NH4+-N含量為1225.8mg/L，是標(biāo)準(zhǔn)的49倍。
隨著時間的推移，含有高濃度污染物的滲濾液會轉(zhuǎn)移到周邊的土壤、地下水以及河流中，從而破壞周邊的生態(tài)環(huán)境和人類健康。
目前眾多學(xué)者大都在研究電解錳渣的處理，還沒有文獻或發(fā)明是針對錳渣滲濾液的無害化處理。而對于堆積如山的錳渣的研究大多是基于實驗室內(nèi)小型實驗，還沒有真正普及于工業(yè)上。
因此，在學(xué)者尋找到錳渣的工業(yè)化處理方法之前，控制錳渣滲濾液對周圍環(huán)境與人類健康的影響顯得尤為重要。
目前，針對錳渣中錳離子的處理方法主要包括浸出后再利用和化學(xué)法固化。
對于氨氮的去除相對于之前研究的吹脫氣提法、折點氯化法、化學(xué)沉淀法、生物法等，電化學(xué)氧化法以占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染和不受溫度影響等優(yōu)勢已應(yīng)用到各類污水處理領(lǐng)域。但還沒有學(xué)者將固化錳離子和電化學(xué)氧化氨氮廢水相結(jié)合的方法應(yīng)用于錳渣滲濾液的無害化處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，電解錳渣滲濾液不能達到良好的無害化處理、工藝復(fù)雜等問題，提供一種環(huán)境友好型的無害化處理電解錳渣滲濾液的方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液進行抽濾，得到澄清濾液；
2)將步驟1)中得到的澄清濾液置于容器中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.0～8.0后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入硅酸鈉粉末，攪拌，當(dāng)錳離子含量小于2mg/L時停止攪拌并得到混合物B；
所述硅酸鈉與步驟1)中的澄清濾液的重量體積比(g︰mL)的范圍為1︰150～1︰200；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；
所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為200～250mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，當(dāng)氨氮的含量小于15mg/L時，停止電場和攪拌，得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；
所述電場的電壓為10～20V，所述陽極板為Ti|RuO2，陰極板為不銹鋼。
進一步，所述步驟1)中的抽濾過程采用的儀器為循環(huán)水式多用真空泵。
進一步，所述步驟3)中的攪拌速率范圍為80～100r/min。
進一步，所述步驟5)中的攪拌速率范圍為80～100r/min。
進一步，所述步驟3)中采用GB/711906-1989水質(zhì)錳的測定-高錳酸鉀分光光度法，測定錳離子的含量。
進一步，所述步驟5)中采用HJ 535-2009水質(zhì)-氨氮的測定-納氏試劑分光光度法，測定氨氮的含量。
值得說明的是，所述步驟1)中通過循環(huán)水式多用真空泵抽濾電滲濾液的目的是防止存在于錳渣滲濾液中有機物等雜質(zhì)污染驗室所用極板、反應(yīng)儀器等而影響之后實驗室內(nèi)較精確的探究。實際在工業(yè)中的應(yīng)用可以省略此步驟。
本發(fā)明是采用硅酸鈉固化沉淀電解錳渣滲濾液中的錳離子。其具體固化過程是，硅酸鈉作為一種可溶性硅酸鹽，既可以水解出硅酸根又具有堿性，硅酸根和堿性氫氧根都能夠?qū)﹀i離子有很好的固化效果，分別形成硅酸錳和氫氧化錳。
氫氧化錳在空氣中進一步被氧化為在自然界中穩(wěn)定存在的二氧化錳物質(zhì)。若將固化錳離子的固液分離，固體中含有的二氧化錳可以考慮再利用。
另外，本發(fā)明中處理電解錳渣滲濾液中的氨氮是采用電化學(xué)氧化法。電化學(xué)氧化法去除氨氮的作用機理包括直接氧化法和間接氧化法。若不添加氯離子，利用極板與氨氮的直接氧化法去除率只能達到2％～4％。在添加了氯離子后，直接氧化法與間接氧化法相結(jié)合促使氨氮可快速處理完全。
其中，陽極板Ti|RuO2由于其具有較低的析氯電位可使氯離子被氧化為強氧化劑——次氯酸或次氯酸根(簡稱活性氯)，在活性氯的作用下，氨氮被氧化為氮氣，最終達到氨氮的有效去除。
先進行錳離子的固化后，再進行氨氮的去除的原因在于，電解錳渣滲濾液中錳離子含量太高，若不固化可在陽極板上氧化沉積出錳的氧化物而抑制了析氯反應(yīng)，從而影響了氨氮的間接氧化。
實驗驗證表明，通過本發(fā)明電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99％以上，氨氮的去除率達到98％，都達到我國污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996的要求。
本發(fā)明的效果是毋庸置疑的，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1)本發(fā)明的工藝技術(shù)簡單，原料來源廣泛并且價格價廉。
2)本發(fā)明的處理效果優(yōu)良，使用本發(fā)明所公開的方案，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99％以上，氨氮的去除率達到98％，都達到我國污水排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996的要求。
3)本發(fā)明達到無害化處理電解錳渣滲濾液的目的；
在反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
實施例1：
一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液通過循環(huán)水式多用真空泵進行抽濾，得到澄清濾液；
2)量取步驟1)中得到的澄清濾液300mL置于水槽中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.0后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入1.5g硅酸鈉粉末，攪拌2小時后，得到混合物B；所述攪拌速率為80r/min；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為200mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，4小時后得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；所述攪拌速率為80～100r/min；
所述電場的電壓為20V；所述極板為鈦鍍釕(Ti|RuO2)(尺寸為：5cm×10cm)，陰極板為不銹鋼(尺寸為：5cm×10cm)。
在本實施例中，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99.81％，氨氮的去除率達到98.78％。
在本實施例中的反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。
實施例2：
一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液通過循環(huán)水式多用真空泵進行抽濾，得到澄清濾液；
2)量取步驟1)中得到的澄清濾液300mL置于水槽中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.5后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入2.0g硅酸鈉粉末，攪拌1小時后，得到混合物B；所述攪拌速率為100r/min；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為210mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，4小時后得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；所述攪拌速率為80～100r/min；
所述電場的電壓為18V；所述極板為鈦鍍釕(Ti|RuO2)(尺寸為：5cm×10cm)，陰極板為不銹鋼(尺寸為：5cm×10cm)。
在本實施例中，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99.95％，氨氮的去除率達到98.94％。
在本實施例中的反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。
實施例3：
一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液通過循環(huán)水式多用真空泵進行抽濾，得到澄清濾液；
2)量取步驟1)中得到的澄清濾液300mL置于水槽中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.8后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入1.7g硅酸鈉粉末，攪拌1.6小時后，得到混合物B；所述攪拌速率為85r/min；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為220mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，3.7小時后得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；所述攪拌速率為XX；
所述電場的電壓為15V；所述極板為鈦鍍釕(Ti|RuO2)(尺寸為：5cm×10cm)，陰極板為不銹鋼(尺寸為：5cm×10cm)。
在本實施例中，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99.92％，氨氮的去除率達到98.85％。
在本實施例中的反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。
實施例4：
一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液通過循環(huán)水式多用真空泵進行抽濾，得到澄清濾液；
2)量取步驟1)中得到的澄清濾液300mL置于水槽中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至8.0后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入1.8g硅酸鈉粉末，攪拌1.4小時后，得到混合物B；所述攪拌速率為90r/min；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為240mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，3.5小時后得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；所述攪拌速率為80～100r/min；
所述電場的電壓為13V；所述極板為鈦鍍釕(Ti|RuO2)(尺寸為：5cm×10cm)，陰極板為不銹鋼(尺寸為：5cm×10cm)。
在本實施例中，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99.96％，氨氮的去除率達到98.94％。
在本實施例中的反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。
實施例5：
一種電解錳渣滲濾液無害化處理的方法，所述電解錳渣滲濾液為經(jīng)過雨水沖洗后及錳渣自身滲透所形成的積液，其特征在于，包括以下步驟：
1)將渣庫中收集到的電解錳渣滲濾液通過循環(huán)水式多用真空泵進行抽濾，得到澄清濾液；
2)量取步驟1)中得到的澄清濾液300mL置于水槽中，向容器中加入飽和澄清石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.2后，得到混合物A；
3)向混合物A所在容器中加入1.9g硅酸鈉粉末，攪拌1.2小時后，得到混合物B；所述攪拌速率為95r/min；
4)向混合物B所在容器中加入氯化鈉晶體，攪拌后得到混合物C；所述混合物C中的氯化鈉濃度范圍為250mg/L；
5)將混合物C所在容器上加入陰陽極板，加載電場并攪拌，3小時后得到被無害化處理了的電解錳渣滲濾液；所述攪拌速率為80～100r/min；
所述電場的電壓為10V；所述極板為鈦鍍釕(Ti|RuO2)(尺寸為：5cm×10cm)，陰極板為不銹鋼(尺寸為：5cm×10cm)。
在本實施例中，電解錳渣滲濾液中的錳離子固化率達到99.94％，氨氮的去除率達到99.35％。
在本實施例中的反應(yīng)過程中，添加的硅酸鈉對環(huán)境沒有污染，電化學(xué)氧化法具有占地面積小、操作簡單、可控性強、無二次污染的特點，因此，此無害化處理電解錳渣滲濾液的方法不僅方法本身對環(huán)境無污染，同時有效地去除了電解錳渣滲濾液中有害成分，又對環(huán)境起到了保護的作用。