摘要：針對(duì)山西某煤礦高礦化度、高鐵酸性礦井水除鐵效果差、出水容易返色等問(wèn)題，采用NaOH中和調(diào)pH、曝氣及化學(xué)氧化等處理工藝進(jìn)行酸性礦井水中和沉淀法除鐵優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，采用NaOH中和沉淀法除鐵時(shí)，投加中和劑使出水pH達(dá)6.7以上時(shí)，出水中鐵含量低于10mg/L，滿(mǎn)足排放要求。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)廢水NaOH所需投加量為2.8g/L，鐵的去除率可達(dá)到99.75%；以H2O2對(duì)原水進(jìn)行氧化處理，可迅速將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），其用量與原水中Fe（Ⅱ）的含量成正比。當(dāng)其用量為1.6mL/L時(shí)，可將原水中的Fe（Ⅱ）完全轉(zhuǎn)化為Fe（Ⅲ），投加中和劑使出水pH達(dá)到4.5以上時(shí)，能使出水中鐵含量滿(mǎn)足排放要求。對(duì)于實(shí)驗(yàn)廢水所需的NaOH投加量為2.0g/L，比直接中和沉淀所需的NaOH用量要節(jié)省28.6%。曝氣處理對(duì)原水中Fe（Ⅱ）的氧化效果不明顯。  

酸性礦井水是由于在煤炭資源開(kāi)采過(guò)程中，煤中的硫鐵礦（FeS2）與空氣、水及微生物作用，發(fā)生一系列物化、生化反應(yīng)而形成的呈酸性（一般PH＜5.5）的地下礦井水，其反應(yīng)機(jī)理如式1所示。  

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

酸性礦井水通常具有高礦化度、高硬度和較低懸浮物含量等特征，其主要含有Fe2+、Fe3+、CA2+、Mg2+、SO2－4等離子，而且其還原性的亞鐵離子所占比例一般較大。此類(lèi)廢水若不經(jīng)過(guò)處理直接排放，不僅會(huì)造成大量的水及有價(jià)礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)對(duì)礦區(qū)周?chē)霓r(nóng)田和地表水系造成污染。  

傳統(tǒng)的處理方法是采用中和沉淀法，通過(guò)投加大量堿性物質(zhì)如生石灰來(lái)增大廢水的PH值，使溶解性的金屬離子水解沉淀下來(lái)。但此法不僅要消耗大量的堿，而且操作不方便，需將固體生石灰或燒堿（或其濃溶液）直接投加，造成混合反應(yīng)不充分，往往達(dá)不到酸性礦井水的沉淀反應(yīng)PH要求，很難將Fe（Ⅱ）等二價(jià)金屬元素完全沉淀去除，出水中剩余Fe（Ⅱ）的氧化使水容易出現(xiàn)返色現(xiàn)象，造成出水色度升高，不能達(dá)標(biāo)排放。另外，此法產(chǎn)泥量大，處理成本高，同時(shí)還浪費(fèi)大量金屬資源。因此，對(duì)酸性礦井水中鐵的中和沉淀去除方法進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)改進(jìn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。  

對(duì)于高鐵酸性礦井水有效的處理方法是利用二價(jià)鐵與三價(jià)鐵離子沉淀PH值的差異，先將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），使Fe（Ⅲ）水解，然后將PH調(diào)節(jié)到8.5～9.5進(jìn)行中和沉淀，以充分實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵的去除，使出水鐵含量滿(mǎn)足10mg/L以下的出水水質(zhì)排放要求。  

這樣既可節(jié)約中和劑用量，又能減少污泥的量。本文在某酸性礦井水原有的中和-絮凝-沉淀處理工藝流程基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有處理工藝存在的問(wèn)題，提出在中和反應(yīng)處理之前增加氧化處理的新的改進(jìn)措施，以H2O2作為氧化劑，將酸性礦井水中的Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），然后再進(jìn)行中和沉淀處理，以達(dá)到完全去除水中高含量的鐵和減少堿的用量、節(jié)約成本的目的。  

實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容主要包括3個(gè)方面：（1）考察了NAOH單獨(dú)中和酸性礦井水除鐵的效果及最佳投加量；（2）對(duì)H2O2氧化中和與直接中和兩種方法的除鐵效果進(jìn)行了對(duì)比；（3）比較了投加H2O2和曝氣氧化等兩種處理方式對(duì)Fe（Ⅱ）轉(zhuǎn)化為Fe（Ⅲ）的效果以及PH值對(duì)Fe（Ⅱ）轉(zhuǎn)化效率的影響。  

詳情請(qǐng)點(diǎn)擊下載附件：酸性礦井水中和沉淀法除鐵優(yōu)化

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