四氧化三锰生产废水的综合回收利用处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于湿法冶金及化工环保技术领域，具体涉及一种四氧化三锰生产废水的综合处理系统。
【背景技术】
[0002]随着全球机电、电子、信息、通讯、家用电器、计算机等行业的迅速崛起，其产品向着高性能、小型化的方向快速发展，产品更新换代的周期越来越短。对电子、机电行业的基础材料一一软磁铁氧体的性能提出了更高的要求。因此四氧化三锰逐步替代了碳酸锰成为软磁铁氧体的基础原材料。美国、日本、比利时、南非等国于20世纪80年代先后实现了四氧化三锰的工业化生产。中国四氧化三锰的研制起步稍晚，20世纪90年代初才开始进行小型工业试验，其试生产规模不到1000t/a。但是四氧化三锰在国内的发展速度却十分惊人，到1995年基本上实现了工业化生产。1999年国内四氧化三锰的年生产能力达到了 1.5万t，到2010年国内四氧化三锰的年生产能力已经超过12万t。生产厂家也由最初的两三家发展到今天的十几家。现在我国四氧化三锰的生产规模和产量均居世界首位。在四氧化三锰的生产过程中，每吨四氧化三锰生产会产生5?8吨的工艺废水，其中含锰悬浮物0.1?0.5g/L、Mn2+0.4?0.8g/L。这些含锰悬浮物和锰离子的工业废水直接外排，既造成了锰资源和水资源的严重浪费，又对环境造成一定的污染。
[0003]近年来，随着国家对环保的要求越来越高，四氧化三锰厂都开始对生产废水进行处理。应用最广的工艺是电石渣(碱)处理沉锰。但该方法只能把生产废水中的锰沉淀下来作为渣堆放渣场，锰渣因含有大量的石灰而不能回收利用，沉锰后的废水再加酸回调pH值至中性后外排，这既降低了锰回收率，造成资源浪费，处理锰渣又会对环境造成二次污染。裴斐等开发了生物制剂配合水解法来处理含锰废水的方法，欧阳玉祝研宄了利用铁肩微电解法处理含锰废水，都实现了废水处理后达标排放，但是处理过程复杂，运行成本高，很难实现产业化。
[0004]此外，与现有含锰废水的回收处理工艺相对应，现有用于含锰废水的处理系统也存在工艺路线复杂、处理系统庞大、设备投入高、运行成本高、维护不便等缺点，而且现有的含锰废水处理系统一般只注重于回收废水中的锰元素，且回收率不高，还忽视了水资源等的综合回收利用。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对目前四氧化三锰工业废水治理工艺存在的处理工艺复杂、运行成本高、锰资源不能充分回收利用、而且产生大量的电石渣造成二次污染等问题，特别是处理后废水不能循环利用等缺陷，提供了一种资源节约、环境友好、结构简单、成本低、可实现锰资源及水资源充分回收利用的四氧化三锰生产废水的综合回收利用处理系统。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种四氧化三锰生产废水的综合回收利用处理系统，所述综合回收利用处理系统包括废水沉锰处理系统和沉锰上清液净化系统；所述废水沉锰处理系统包括有一沉降处理槽，所述沉降处理槽外连接有碱液添加槽和絮凝剂添加槽，所述沉降处理槽内设有通气装置，所述沉降处理槽的底部设有沉淀浆液出料口，所述沉淀浆液出料口连通至四氧化三锰生产系统，所述沉降处理槽的上清液出液口连通至所述沉锰上清液净化系统；所述沉锰上清液净化系统包括依次连通的过滤系统、污水反渗透膜处理装置和RO反渗透膜处理系统，所述RO反渗透膜处理系统的纯水出口连通至四氧化三锰生产系统。
[0007]上述的综合回收利用处理系统中，优选的，所述沉降处理槽内的通气装置包括通气管和设于沉降处理槽容腔内下方的布气盘，所述通气管连通至布气盘，所述布气盘上均匀开设有布气孔。本实用新型的废水与碱液、絮凝剂是同时加入沉降处理槽中，在加入的同时开启前述通气装置，通过监控PH来调整碱液的加放速度，通过该优化的通气装置可使液、固、气三相在水流动力和空气动力的作用下均匀结合，省去了搅拌装置的设置，降低了能耗。本实用新型中独特的加料方式和布气方式也使絮凝剂的用量仅为废水处理量的0.001%?0.002%，沉降速度达20cm/分钟，与现有技术相比大大提高了絮凝剂的利用率。
[0008]上述的综合回收利用处理系统中，优选的，所述沉降处理槽的进液口连通至一静置池，所述上清液出液口设有多个，且多个的上清液出液口设于沉降处理槽的侧部，并分别布置在不同的高度上。所述沉降处理槽通过采用多级溢流方式，节省了能耗，提高了处理废水的效率。
[0009]上述的综合回收利用处理系统中，优选的，所述沉降处理槽的下段采用倒锥形结构。沉降处理槽的底部采用椎体设计有利于物料沉降及提高沉淀物料的浓度，当浓度适当时可直接返回生产车间，省去固液分离，简化了操作过程，利于工业化生产。
[0010]上述的综合回收利用处理系统中，优选的，所述过滤系统包括依次连通的第一砂滤装置、袋式过滤器、储水装置、旋流过滤器、叠片过滤器和保安过滤器。本实用新型在废水回用的前处理过程中经过了精心的设计。由于在第一阶段的一次沉锰处理过程中还有微量的Mn2+和细小的氢氧化锰沉淀残留在废水中，这些废水如果直接进入后续的污水反渗透膜处理装置和RO反渗透膜处理系统会影响膜的使用寿命，降低最终的水质。因此，在废水回用前处理阶段，本实用新型特别增加了由第一砂滤装置、袋式过滤器、储水装置、旋流过滤器、叠片过滤器和保安过滤器组成的过滤系统，以确保对废水中残留杂质的拦截，从而保证后续反渗透膜的使用效果和寿命。
[0011]上述的综合回收利用处理系统中，优选的，所述污水反渗透膜处理装置的工业纯水出口连通至所述的RO反渗透膜处理系统，所述RO反渗透膜处理系统包括依次连通的第二砂滤装置、碳柱和RO反渗透膜。本实用新型在废水回用过程中采用了污水反渗透膜处理装置和RO反渗透膜处理系统联合使用的独特设计方案。由于经过污水反渗透膜处理装置处理的废水虽然在电导方面与工业自来水相差无几，但是由于在废水沉锰的过程中加入了大量的氢氧化钠，所以经过污水反渗透膜处理装置处理后的工业纯水中含有的Na+、K+、Mn2+等离子高于工业自来水，但是Ca2+、Mg2+离子含量却优于工业自来水。为了使其最终使用水质达到优化，本实用新型将两组反渗透膜进行串联，并将经过污水反渗透膜处理装置的工业纯水和工业自来水进行混合使用，以保证最终的水质达到工业生产的要求。另外，相比现有技术中离子交换树脂等的净化处理方式，本实用新型采用的反渗透法制取除盐是一个物理过程，不存在其它杂质介入，比较环保；同时对Si等四氧化三锰产品忌讳的有害杂质能够进行有效的拦截，且处理过程简单易操作，自动程度化高，人工干预量小，系统的管理与维护简单。经过反渗透膜处理装置处理后的废水有50%以上返回工业生产，从而大大减少了二次沉锰的压力，降低了废水的排放量，有利于节约水资源。
[0012]上述的综合回收利用处理系统中，作为进一步的改进，所述污水反渗透膜处理装置的浓水出口连通至一浓水沉锰处理系统，所述浓