含铜废水处理工艺分析.doc

一、含铜废水的性质含铜废水中存在的铜离子按照价态有二价态铜离子和一价态铜离子，按存在形式有游离铜（如Cu2+）和络合铜（如铜氰配离子、铜氨络合等）。在染料、电镀等行业含铜废水中，铜离子往往以络合形态存在，如铜氰配离子。以酸性镀铜废水为例，废水中主要存在Cu2+、H+、Fe2+、Fe3+等阳离子和SO42-、Cl-等阴离子。氰化镀铜漂洗废水中含游离氰根离子300450mg/L，含一价态铜离子400550mg/L。电镀生产过程中产生的含铜废水中的污染物，如硫酸铜、硫酸、焦磷酸铜等，其质量浓度在100mg/L及50mg/L以下；电路板生产过程中产生的含铜废水有含铜蚀刻液与洗涤废水等，其质量浓度在130150mg/L及20mg/L以下；染料生产含铜废水的质量浓度位1291mg/L；铜矿山含铜废水，其质量浓度在几十至几百毫克每升。二、含铜废水的处理1.化学沉淀法化学沉淀法包括氢氧化物沉淀法和硫化沉淀法。氢氧化物沉淀法中石灰法使用较广，其机理主要是往废水中添加碱（一般是氢氧化钙），提供废水的pH值，使铜等重金属离子生成难容氢氧化物沉淀，从而降低废水中铜离子含量而达到排放标准。其处理工艺为：重金属酸性废水沉砂池石灰乳混合反应池沉淀池净化水外排。该法处理后的净化水有较高的pH值及钙硬度，和严重的结垢趋势，需采用合适的水质稳定措施进行阻垢后才能实现回用，而且不适于处理印刷电路板生产过程中的含铜络合物废水。硫化沉淀法是利用添加Na2S等能与重金属形成比较稳定的硫化沉淀物的原理，其工艺为：含铜废水硫化物沉淀处理中和处理外排。该法用于常规的中和沉淀法无法处理的铜络合物的废水，但加入了大量的化学药剂，因此存在二次污染。案例：氢氧化钠中和沉淀酸性含铜电镀废水，当溶液pH值达到8.5左右时，水中Cu2+质量浓度为367mg/L，滤液中铜的质量浓度小于1mg/L。采用硫化沉淀法，对含Cu2+质量浓度为120mg/L的废水进行处理，处理后废水中Cu2+0.5mg/L。2.离子交换法该法能有效的去除矿山废水中的铜离子，而且具有处理容量大、出水水质好等特点，且占地少、不需对废水进行分类处理，费用相对较低，但存在投资大、对树脂要求高、不便于控制管理等缺点。工艺为：混合废水阳离子交换柱阴离子交换柱回用及排放。（如果原水pH值过低，应先进行pH调整，废水的Cu2+浓度过高时，应进行除铜预处理，否则树脂再生会过于频繁）。用于去除废水中Cu2+的离子交换树脂有：Amberlite IRC-718整合树脂、Dowex50x8强酸性阳离子树脂、螯合树脂Dowex XFS-4195、螯合树脂Dowex XFS-41196及国内的“争光”、“强酸1号”和PK208树脂等。案例：移动车间进出水水质3.电解法Cu2+向阴极迁移并在电极表面析出。电解法处理含铜废水不仅在理论上较为成熟，而且平板电极电解槽、流态化电解槽等处理装置均在生产实际中广泛应用。案例：对氰化镀铜漂洗废水的亚铜离子进行电解处理，在阴极电流密度为0.4A/dm2，电极面积比（阴：阳）为2:1，极距为3cm，温度为55，pH值为10.5，电解质氯化钠加入量为0.5g/L的条件下，电解废液2h可以使Cu+质量浓度从450mg/L降至48mg/L。采用电解法对印刷电路板生产过程中产生的碱氨蚀度废水中的铜离子，并可以回收金属铜，在极距为28mm，电流密度100300A/m2时，铜离子的去除率在99%以上4.重金属螯合剂采用重金属螯合剂（EP110）对印制电路板含铜废水进行处理，在pH值为313、EP110投加量大于水中Cu2+质量7倍（质量比）、反应时间约为15min及投加少量PAC/PFS的条件下，可以使处理水中Cu2+含量低于0.5mg/L的国家允许排放标准。采用该方法处理印制电路板低铜含量的含铜废水优于采用传统的化学处理法。5.膜集成技术膜集成技术（超滤、反渗透、离子交换等）对含胶体、重金属（Cu2+）工业废水进行循环回用处理，经处理后水中的质量浓度有140mg/L下降到1.58mg/L，电导率达到5.9uS/cm，出水水质达到了生产工艺用水要求；所产生的浓缩水经铜回收浓缩系统（RO）浓缩后进行萃取系统，回收电解铜，实现了废水处理的闭路循环。该集成工艺可以使含铜工业废水循环回用，可回收电解铜100t/a以上。