摘(zhai)要：針(zhen)對(dui)山西某(mou)煤礦(kuang)(kuang)高礦(kuang)(kuang)化(hua)(hua)度、高鐵(tie)酸性礦(kuang)(kuang)井水除鐵(tie)效(xiao)(xiao)果差(cha)、出(chu)水容(rong)易返色等問(wen)題，采用(yong)(yong)(yong)NaOH中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)調pH、曝氣(qi)及化(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)等處理工藝進行酸性礦(kuang)(kuang)井水中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)沉(chen)(chen)淀法除鐵(tie)優(you)化(hua)(hua)實驗研(yan)究。結果表(biao)明，采用(yong)(yong)(yong)NaOH中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)沉(chen)(chen)淀法除鐵(tie)時，投加(jia)(jia)(jia)(jia)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)劑(ji)(ji)使出(chu)水pH達6.7以(yi)(yi)上時，出(chu)水中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)含量(liang)低(di)于10mg/L，滿足(zu)排放要求。對(dui)于本實驗廢水NaOH所(suo)需投加(jia)(jia)(jia)(jia)量(liang)為(wei)2.8g/L，鐵(tie)的(de)去除率可達到99.75%；以(yi)(yi)H2O2對(dui)原(yuan)(yuan)水進行氧(yang)化(hua)(hua)處理，可迅速將Fe（Ⅱ）氧(yang)化(hua)(hua)成(cheng)Fe（Ⅲ），其用(yong)(yong)(yong)量(liang)與原(yuan)(yuan)水中(zhong)(zhong)(zhong)Fe（Ⅱ）的(de)含量(liang)成(cheng)正比(bi)。當(dang)其用(yong)(yong)(yong)量(liang)為(wei)1.6mL/L時，可將原(yuan)(yuan)水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)Fe（Ⅱ）完(wan)全轉化(hua)(hua)為(wei)Fe（Ⅲ），投加(jia)(jia)(jia)(jia)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)劑(ji)(ji)使出(chu)水pH達到4.5以(yi)(yi)上時，能使出(chu)水中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)含量(liang)滿足(zu)排放要求。對(dui)于實驗廢水所(suo)需的(de)NaOH投加(jia)(jia)(jia)(jia)量(liang)為(wei)2.0g/L，比(bi)直接中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)沉(chen)(chen)淀所(suo)需的(de)NaOH用(yong)(yong)(yong)量(liang)要節省(sheng)28.6%。曝氣(qi)處理對(dui)原(yuan)(yuan)水中(zhong)(zhong)(zhong)Fe（Ⅱ）的(de)氧(yang)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果不明顯(xian)。  

酸性礦井水(shui)(shui)是由于在煤炭資源開采過程中，煤中的(de)硫鐵礦（FeS2）與空氣、水(shui)(shui)及微生(sheng)物(wu)作用，發生(sheng)一系列物(wu)化、生(sheng)化反(fan)應而形成的(de)呈酸性（一般(ban)PH＜5.5）的(de)地(di)下礦井水(shui)(shui)，其反(fan)應機理(li)如(ru)式1所(suo)示。  

2FeS2（S）+7O2（g）+2H2O（L）→2Fe2+（Aq）+4SO2－4（Aq）+4H+（Aq）（1）  

酸性(xing)礦(kuang)井(jing)水(shui)通常具有(you)高礦(kuang)化度、高硬度和(he)較(jiao)低懸浮(fu)物含量等特征，其主要(yao)含有(you)Fe2+、Fe3+、CA2+、Mg2+、SO2－4等離子(zi)(zi)，而且(qie)其還原性(xing)的(de)亞鐵(tie)離子(zi)(zi)所占比例一(yi)般較(jiao)大(da)。此類(lei)廢水(shui)若不(bu)經過處理直(zhi)接排放，不(bu)僅會(hui)造成大(da)量的(de)水(shui)及(ji)有(you)價礦(kuang)產資(zi)源的(de)浪(lang)費(fei)，同時也會(hui)對礦(kuang)區(qu)周(zhou)圍的(de)農田和(he)地表(biao)水(shui)系造成污染。  

傳統的(de)處理方法是采用(yong)中和(he)沉淀(dian)法，通過投(tou)加大量堿性物質(zhi)如生石灰來(lai)增大廢水(shui)(shui)(shui)的(de)PH值，使溶解性的(de)金屬離(li)子水(shui)(shui)(shui)解沉淀(dian)下來(lai)。但此法不(bu)僅要消耗大量的(de)堿，而且操作(zuo)不(bu)方便，需將固體(ti)生石灰或燒堿（或其濃溶液）直接投(tou)加，造(zao)成(cheng)混合反(fan)(fan)應(ying)不(bu)充(chong)分，往往達不(bu)到酸(suan)性礦井(jing)水(shui)(shui)(shui)的(de)沉淀(dian)反(fan)(fan)應(ying)PH要求，很難將Fe（Ⅱ）等二(er)價金屬元素完全沉淀(dian)去(qu)除，出水(shui)(shui)(shui)中剩余Fe（Ⅱ）的(de)氧化(hua)使水(shui)(shui)(shui)容易出現(xian)返色(se)現(xian)象，造(zao)成(cheng)出水(shui)(shui)(shui)色(se)度(du)升高(gao)，不(bu)能達標排放。另外，此法產泥(ni)量大，處理成(cheng)本高(gao)，同時還浪費(fei)大量金屬資源。因此，對酸(suan)性礦井(jing)水(shui)(shui)(shui)中鐵的(de)中和(he)沉淀(dian)去(qu)除方法進(jin)行工藝實(shi)(shi)驗改(gai)進(jin)具有重要的(de)現(xian)實(shi)(shi)意義。  

對于高(gao)鐵酸性礦井水(shui)有效的處理方法(fa)是利用二價鐵與三(san)價鐵離子沉淀PH值的差異(yi)，先將Fe（Ⅱ）氧(yang)化成Fe（Ⅲ），使Fe（Ⅲ）水(shui)解，然(ran)后將PH調節到8.5～9.5進行中和沉淀，以充分實現對鐵的去除(chu)，使出水(shui)鐵含量滿足(zu)10mg/L以下的出水(shui)水(shui)質排放要求。  

這樣既可節約中(zhong)和(he)(he)(he)劑用量(liang)，又能減(jian)少污(wu)泥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)。本文在某酸(suan)性礦井水原有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)和(he)(he)(he)-絮凝(ning)-沉淀處(chu)(chu)理工(gong)藝流程基礎上(shang)，針(zhen)對現有(you)處(chu)(chu)理工(gong)藝存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，提出在中(zhong)和(he)(he)(he)反應處(chu)(chu)理之前增加氧(yang)化(hua)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改進措施(shi)，以H2O2作為氧(yang)化(hua)劑，將酸(suan)性礦井水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe（Ⅱ）氧(yang)化(hua)成(cheng)Fe（Ⅲ），然后再進行中(zhong)和(he)(he)(he)沉淀處(chu)(chu)理，以達(da)到完(wan)全去除水中(zhong)高含量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵和(he)(he)(he)減(jian)少堿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用量(liang)、節約成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。  

實(shi)驗研究(jiu)內(nei)容主(zhu)要包括3個方面：（1）考察了NAOH單獨中和酸性礦井水(shui)除鐵的效果及(ji)最(zui)佳(jia)投加(jia)(jia)量；（2）對(dui)H2O2氧(yang)化(hua)中和與直接中和兩種(zhong)(zhong)方法的除鐵效果進行了對(dui)比；（3）比較(jiao)了投加(jia)(jia)H2O2和曝氣氧(yang)化(hua)等兩種(zhong)(zhong)處理方式對(dui)Fe（Ⅱ）轉(zhuan)化(hua)為Fe（Ⅲ）的效果以(yi)及(ji)PH值對(dui)Fe（Ⅱ）轉(zhuan)化(hua)效率的影響。  

詳情請點擊下載附件(jian)：酸性礦井水中(zhong)和沉淀法除鐵優化

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