[发明专利]含锰废水资源回收及零排放膜系统及其处理方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种含锰废水资源回收及零排放膜系统及其处理方法与应用。 

背景技术

我国约有213个锰矿区、保有储量达5.6亿吨，占世界第二位，分布于全国21个省、市、自治区，主要集中在桂西南地区、湘-黔-川三角地区、贵州遵义地区、辽宁朝阳地区、滇东南地区、湘中地区、湖南永州-道县地区和陕西汉中-大巴山地区，这8个地区的锰矿保有储量合计4.63亿吨，占全国总保有储量的82％，是我国当前和今后锰矿业的重要原料基地。 

随着电解金属锰产品的延伸，如四氧化三锰、金属锰锭、锰铝合金等深加工产品的发展，电解金属锰产品的市场需求不断扩大，前景广阔。锰矿行业主要是通过电解锰的形式得到金属锰，但是在制备的过程中往往会产生大量的含锰废水、各类生产制程废水和废液，主要含有锰（Mn）、铬（Cr）、固体悬浮物（SS）、氨氮（NH₃-N）、色度等污染物，其中锰含量≥1600mg/L，氨氮含量≥1000mg/L，电导率（EC）≥10000μs/cm，远远超过了国家污水排放标准（锰一级标准2mg/L，氮氨二级标准30mg/L，EC≤1000μs/cm），如果直接排放，将会严重污染环境，同时造成锰资源的损失。将此废水回收处理后用于电解锰生产，可实现锰资源的有效利用。 

目前，锰矿业内主要采用混凝沉淀处理和膜处理相结合的方法除去废水中的锰污染物，即将废水中的锰转成Mn(OH)₂沉淀后过滤除去。但是，Mn(OH)₂的溶度积Ksp为1.9×10^-13，当废水处理后的出水pH值为9时（GB8978-1996规定排放标准为pH＝6～9），根据Mn(OH)₂的浓度积计算得废水中的Mn²⁺浓度为0.19mmol/L，即105mg/L，远远超过GB8978-1996规定的5mg/L的要求。为解决这一问题，电解锰企业在处理废水时先加入过量的碱，调节废水的pH值至11左右，将废水中的Mn²⁺去除至达到排放标准，充分沉淀后再用硫酸将pH反调至6～9。由于操作繁琐，运行费用高，企业难以保证废水稳定达标，而且容易造成膜污染、堵塞膜孔，从而使得曝气量和泵的抽吸水头增加，设施投入 大，运行成本高，不利于企业的持续发展。废水中的锰转化成废渣的形式，废渣中还夹杂着处理过程中产生的大量Fe(OH)₃和CaSO₄等杂质，难以得到再次利用，造成了锰资源的浪费。 

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种含锰废水资源回收及零排放膜系统。 

本发明的另一目的在于提供运用上述系统实现含锰废水资源回收及零排放的处理方法。 

本发明的再一目的在于提供所述含锰废水资源回收及零排放膜系统的应用。 

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种含锰废水资源回收及零排放膜系统，包括微滤膜（OF膜）装置、纳滤膜（NF膜）装置A、海水淡化膜（HF膜）装置和纳滤膜装置B；所述微滤膜装置、纳滤膜装置A和海水淡化膜装置依次连接构成一个循环回路，所述微滤膜装置、纳滤膜装置A和纳滤膜装置B依次连接构成另一个循环回路； 

所述的微滤膜装置包括依次连接的含锰废水原水罐、微滤膜过滤装置和微滤膜装置淡水罐；微滤膜装置的主要功能是去除含锰废水中的悬浮杂质、SS及色度，含锰废水经微滤膜装置进行错流过滤处理后，其Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和NH_3-N的含量、EC值无明显变化；含锰废水原水罐储存含锰废水原水，含锰废水原水通过微滤膜过滤装置进行错流过滤，得到淡水A和浓水A，浓水A可回流至含锰废水原水罐进行循环浓缩，淡水A则进入微滤膜装置淡水罐等待纳滤膜装置A的浓缩分离； 

所述的微滤膜过滤装置含有微滤膜、膜壳和膜架，微滤膜设置于膜壳内，膜壳设置于膜架上； 

所述的微滤膜装置还包括用于将液体由含锰废水原水罐输向微滤膜过滤装置的提升泵A，提升泵A设置于所述的含锰废水原水罐和微滤膜过滤装置之间； 

所述的提升泵A为单组高压提升泵；