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含铜废水处理方法—有化学沉淀法、冷凝水除铁器置换法、电解法等

来源: 博源金凯过滤设备(北京)有限公司

含铜废水处理方法—有化学沉淀法、冷凝水除铁器置换法、电解法等
       随着冶金工业和电子工业的发展,产生了大量的铜粉洗涤废水、电镀废水和印刷电路板生产过程的碱氨蚀刻废液,这些含铜废水具有较高经济价值,但对人及环境都有危害。相关研究表明,作为生命必须的有益元素,铜本身毒性较小,但人体吸入过量的铜后,就会刺激消化系统,引起腹痛呕吐,长期过量可造成肝硬化。铜对低等生物和农作物毒性也较大,对鱼类达0.1~0.2mg/L即可致死;对农作物,铜是重金属中毒性最高者,它以离子的形态固定于根部,影响养分吸收机能,使农作物出现病害。土壤中含铜量20mg/kg时,小麦会枯死;达到200mg/kg时,水稻会枯死。用含铜废水灌溉农田,将使作物受害,大大影响农作物的生长。氨蚀刻废液中铜离子超标14~16万倍,对水、土均会产生严重污染。当水中含铜0.01mg/L时,水的生化耗氧过程会受到抑制,对水体自净有明显的影响;超过3.0mg/L时会产生异味。而且水体中的铜元素不能被微生物分解,相反生物体可使其富集,并把它转化为毒性更大的重金属有机化合物,很容易通过水系进入人体。由于铜与人体中某些组织的亲和力特别大,结合后会抑制酶的活性,从而对人体发生毒害作用。所以含铜废水在排放前如能回收利用则不仅可解决铜对环境的染问题,而且节约资源,具有一定的经济效益。目前,比较系统的处理方法有化学法、物化法及生物法等。
  2 化学法处理含铜废水
  目前国内外对化学法处理含铜废水研究较多,主要有化学沉淀法、置换法、电解法等。并且大多已应用于实际生产中。
  化学沉淀法:主要分为石灰法和硫化物沉淀法等。石灰法是作为工业上处理含铜等重金属离子酸性废水应用较广的一种方法,其机理主要是往废水中添加碱(一般是氢氧化钙)提高其pH,使铜等重金属离子生成难溶氢氧化物沉淀,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。硫化物沉淀法是利用添加Na2S、CaS和H2S等能与重金属形成比较稳定的硫化沉淀物的原理,从而达到去除重金属的目的的一种方法。其工艺为:含铜废水※硫化物沉淀处理※中和处理※排放。该法用于常规的中和沉淀法无法处理的铜络合物的废水。石灰法能除去废水中大部分的铜等重金属离子,且方法简单,处理工艺成本低、处理效果好,但处理后的净化水有较高的pH值及钙硬度,净化水有严重的结垢趋势,必须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铬合物废水。硫化沉淀法简单、高效,但由于要加入大量的化学药剂,因此会存在二次污染。铁氧体法:铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含铜废水中加入过量的Fe2+,使Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值7~9左右,使铁离子和铜离子产生氢氧化物沉淀。通入空气或加入氧化剂搅拌并添加氢氧化物不断反应,形成铁氧体。
  典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高、易于固液分离和脱水,其处理设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染,适用于含重金属离子的电镀混合废水的处理。处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。但在形成铁氧体过程中需要加热,能耗较高,处理后盐度高,该法不能用于处理含铬合物废水。在处理矿山含铜量较高废水时,通常还利用铁屑置换废水中的铜离子的方法,使铜离子还原为金属铜而除去,以达到回收废水中的铜,使排放的废水Cu2+含量符合要求。
  电解法:电解法作为一种较为成熟的水处理技术,以往多用于处理含氰、含铬的电镀废水,近年已广泛应用于处理印染废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等。在对含铜废水进行电解时,Cu2+向阴极迁移并在电极表面析出,从而达到有效降低体系中的Cu2的目的。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得到广泛应用。针对含铜废水处理过程中普通平板电极反应速度较慢的缺点,固定床、流化床、四级连续流动电化
  学反应器等设备相继应用。研究用碳纤维阴极竖流电解槽去除模拟废水中的铜,铜的回收率超过99.9%。研究了电解法从废杜美丝(杜美丝用作电真空灯泡导体,基体为镍铁合金,外部为铜镀层)中回收铜粉的工艺。电解液中加入三乙醇胺,阴极电流密度14A/dm2,平均槽电压为0.975V,温度40℃,在基体金属不受腐蚀的条件下制得的铜粉粒径小于74μm的可达94%,阴极电流效率达91%,电耗900kW·h/t。采用萃取-反萃-电沉积工艺,用N235作为萃取剂,可将氰化废液中的铜锌等金属富集到能电解的浓度。电解法具有设备化程度高的优点,适于处理含铜较高的废水,对于低浓度含铜废水的处理需要先行对铜进行富集。
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