含铜废水处理工艺

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• 含铜废水主要来源于工业生产过程，含铜废水排入到地下水后，会使水体的pH值发生变化，消灭或抑制微生物的生长，妨碍水体的自净功能，导致水体出现发臭、变绿等现象，且与人体中某些组织的亲和力较强，结合后会抑制某些酶的活力，给人们的健康、生活及生产带来较大的危害。含铜废水处理工艺主要有：离子交换法、化学药剂沉淀中和法、槽内处理法、膜分离电解法、置换法等。
• 如何利用离子交换法处理含铜废水？
  离子交换法处理焦磷酸盐镀铜废水。焦磷酸盐镀铜废水中主要含有焦磷酸根等阴离子，可以用碱性阴离子交换树脂去除。采用硫酸盐型D-231树脂时发生的反应如下：
  3(R≡N)2SO4+Cu(P2O7)62- →←(R≡N)6Cu(P2O7)2+3SO24-
  2(R≡N)2SO4+P2O47-- →←(R≡N)4(P2O7)+2SO24-
  
  采用15%硫酸铵与3%氢氧钾混合液作再生剂，可以取得满意的树脂再生效果。工艺流程如图7-35所示。主要工艺参数如下：
  D-231离子树脂饱和交换容量：15.54mg/mL；
  交换线速度：20m/h-30m/h；
  单位体积树脂单位时间内的交换空间流速：13L/(L·h)20L/(L·h)；
  再生线速度：0.3m/h-0.5m/h；
  再生空间流速：0.2L/(L·h)-0.33L/(L·h)；
  再生周期：80h-200h；
  再生剂为15%(NH4)2SO4与3%K(OH)混合液；
  再生剂用童：为离子交换树脂体积的15倍；
  洗脱液含Cu2+浓度平均值13g/L，最高值20g/L。
  处理效果：当进水含Cu2+为20mg/L[相当于含Cu(P2O7)26mg/L-130mg/L]时，pH=7左右，经D-231阴离子交换树脂处理后，出水无色透明，再生洗脱液可直接返回镀槽抽重复利用。
  
• 如何用离子交换法处理硫酸盐镀铜废水？
  用强酸性阳离子树脂交换吸附废水中的Cu2+，其反应如下：
  2RNa + CuSO4 →← R2Cu + Na2SO4
  树脂吸附饱和后，可用酸再生，其反应如下：
  R2Cu + H2SO4 →← 2RH + CuSO4
  工艺流程如图7-35所示，工艺参数与离子交换法处理镀镍废水也基本相同。
  
• 什么是化学中和法？
  一般酸性含铜废水经调整pH值后，再经沉淀、过滤，能达到出水含Cu2+小于0.5mg/L，由于焦确酸铜络合离子在酸性条件下易离解，因此可将废水先酸化(pH=2)再用碱中和，例如，含Cu2+100mg/L的废水，先酸化到pH=2，再加Ca(OH)2调到PH=9，Cu2+即全部除去。
  
• 什么是化学还原内槽处理法？
  利用甲醛在碱性溶液中的作用，可以把Cu2+还原为Cu，其反应如下：
  HCHO +3OH- →HCOO- +2H2O +2e (E0=-1.14eV)
  HCOO- +3OH- →CO23- +2H2O+2e (E0=-0.95eV)
  Cu2+ +2e→Cu↓
  Cu2+ +2OH- →Cu(OH)2↓
  当溶液中存在酒石酸钾钠时，则Cu2+可与酒石酸钾钠形成配合物，其反应如下：
  Cu(OH)2 +NaKC4H6O6 →NaKCuC4H4O6+2H2O
  利用上述原理，在酸性镀铜槽后设一个药剂还原槽，用于处理镀件带出的铜；再利用活性炭作为载体，将含铜的水抽入活性炭柱进行处理，处理后的水返回药剂还原槽循环利用，构成闭路循环。工艺流程如图7-36所示。
  还原剂配方如下：
  甲醛(36%-38%) 1ml/L 酒石酸钾钠 2g/L
  氢氧化钾 1g/L pH值 12
  当活性炭柱吸附铜达到饱和时，用稀硫酸(10%)溶液再生，并辅以吹气，以增加氧气，使铜及铜的氧化物溶解，其反应如下：
  2Cu +2H2SO4 +O2 →2CuSO4 + 2H2O
  回收洗脱液CuSO4，返回槽循环利用。

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