曝气条件下氧化锰砂处理含锰废水研究及工程应用

闭伟宁，许英鹏，杨 勇，陈远光，李世媛

(南方锰业集团有限责任公司 大新锰矿分公司， 广西 大新 532315)

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在锰矿开采和深加工过程会产生大量低浓度含锰废水，一般情况下，含锰量在30 mg/L以内，而《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准要求含锰浓度在2.0 mg/L以内。低浓度含锰废水由于产量大，不具备资源化回收价值，其合理处理工艺一直是锰矿加工行业工程应用探索的方向。

含锰废水的处理，除锰方法主要有加碱混凝沉淀法[1]、纳滤膜过滤法[2]、强氧化剂氧化法[3]等，该类方法工艺相对复杂，处理成本高，适合较高浓度的含锰废水。针对低浓度含锰废水，目前主要采用吸附法、接触氧化和生物氧化法。采用吸附方法处理废水中的锰离子，是经济可行的方法，但吸附饱和后，后处理工艺复杂，在工业化推广应用上受到一定限制[4-5]。氧化法除锰技术主要是应用于地下水除锰，理论和应用上先后经历了自然氧化法、接触氧化法和生物氧化法。20世纪50年代，接触催化氧化技术被引入除锰，提高了除锰效能。接触催化过程是将曝气后的含二价铁锰的水直接进入滤池中，锰的氢氧化物在滤料表面形成具有接触催化活性的“锰质滤膜”，活性滤膜吸附的 Mn2+在滤膜的催化下，可在近中性条件下被O2迅速氧化[6]。反应为自催化过程，催化氧化原理：MnO2·MnO·(x-1)H2O+1/2O2+H2O →2MnO2·xH2O。

近年来，研究人员分别从催化氧化机理、影响因素、提高除锰效果等方面对其开展了大量研究。张建锋等[7]研究发现在锰砂表面生成的锰质滤膜的主要成份为MnOOH、Mn3O4和MnO2，除锰效果随进水pH值增大而改善。……