含铜废水处理工艺有哪些?
2020-07-30
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铜的冶炼、加工以及电镀等工业生产过程中都会产生大量含铜废水,按铜离子的价态有二价态铜离子和一价态铜离子;按铜离子存在的形式有游离铜和络合铜。含铜废水处理工艺主要有置换法 、离子交换法、电解法、化学沉淀法、重金属螯合剂法、膜分离法等。
一. 置换法
置换法是在酸性条件下,基于金属活泼性将铁粉或铝粉加入到废水中,从而置换出铜离子的方法。该方法比较简单,投资少,但是沉淀后的铜离子分离困难,回收的铜离子纯度低、反应条件不易控制、还会产生大量的污泥。
二. 离子交换法
离子交换法是一种重要的废水治理方法,适用于含铜浓度在50~200mg/L的废水。离子交换法受离子交换性能影响较大,若用弱酸性阳离子交换树脂,很难吸附铜离子;若用强酸性阳离子交换树脂交换容量则较小,再生时要用较多的酸;若废水中含铜量较低,铁离子也会被树脂吸附,洗脱后难以分离。离子交换法具有处理容量大、出水水质好等特点,且占地少、不需对废水进行分类处理、可回收水量和重金属资源等优点;缺点是树脂受污染或氧化失效、再生频繁、操作费用高。
三. 电解法
电解法是利用通电时阴阳极的电化学反应而使废水中的铜离子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。采用电解法处理含铜废水时,可以阴极上回收铜,金属纯度较高,但要求废水中含铜量不小于2~3g/L,而且设备复杂、投资大、能耗高、处理量小。
四. 化学沉淀法
化学沉淀法是铜和大多数重金属的常规处理方法,包括氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法,酸性含铜污水经调整pH值后,再经沉淀过滤,能达到出水含铜<0.5mg/L。
1. 氢氧化物沉淀法
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(氢氧化钙),提供废水的pH值,使铜离子等重金属形成难容的氢氧化物沉淀,从而降低废水中的铜离子含量而达到排放标准。该方法处理后的净化水有较高的pH值和钙硬度,有严重的结垢趋势,需采用合适的水质稳定措施进行阻垢后才能回用,而且不适于处理络合铜废水。
2. 硫化物沉淀法
硫化沉淀法是利用添加Na2S等能与重金属形成比较稳定硫化沉淀物的原理,改法用于常规的化学沉淀法无法处理的含络合铜废水,但加入了大量的化学药剂,存在二次污染的风险。
五. 重金属螯合剂法
采用重金属螯合剂对含铜废水进行处理,在pH值为3~13、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。
六. 膜分离法
随着膜技术在工业废水处理及回用中的普及,将膜分离技术(微滤、超滤、纳滤、反渗透等)应用到含铜废水处理工程中,不但使透过水得到回用,而且铜离子浓缩后可直接回用生产线中或通过MVR等工艺回收,从而实现含铜废水的闭路循环和零排放,具有显著的经济效益和社会效益。
一. 置换法
置换法是在酸性条件下,基于金属活泼性将铁粉或铝粉加入到废水中,从而置换出铜离子的方法。该方法比较简单,投资少,但是沉淀后的铜离子分离困难,回收的铜离子纯度低、反应条件不易控制、还会产生大量的污泥。
二. 离子交换法
离子交换法是一种重要的废水治理方法,适用于含铜浓度在50~200mg/L的废水。离子交换法受离子交换性能影响较大,若用弱酸性阳离子交换树脂,很难吸附铜离子;若用强酸性阳离子交换树脂交换容量则较小,再生时要用较多的酸;若废水中含铜量较低,铁离子也会被树脂吸附,洗脱后难以分离。离子交换法具有处理容量大、出水水质好等特点,且占地少、不需对废水进行分类处理、可回收水量和重金属资源等优点;缺点是树脂受污染或氧化失效、再生频繁、操作费用高。
三. 电解法
电解法是利用通电时阴阳极的电化学反应而使废水中的铜离子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。采用电解法处理含铜废水时,可以阴极上回收铜,金属纯度较高,但要求废水中含铜量不小于2~3g/L,而且设备复杂、投资大、能耗高、处理量小。
四. 化学沉淀法
化学沉淀法是铜和大多数重金属的常规处理方法,包括氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法,酸性含铜污水经调整pH值后,再经沉淀过滤,能达到出水含铜<0.5mg/L。
1. 氢氧化物沉淀法
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(氢氧化钙),提供废水的pH值,使铜离子等重金属形成难容的氢氧化物沉淀,从而降低废水中的铜离子含量而达到排放标准。该方法处理后的净化水有较高的pH值和钙硬度,有严重的结垢趋势,需采用合适的水质稳定措施进行阻垢后才能回用,而且不适于处理络合铜废水。
2. 硫化物沉淀法
硫化沉淀法是利用添加Na2S等能与重金属形成比较稳定硫化沉淀物的原理,改法用于常规的化学沉淀法无法处理的含络合铜废水,但加入了大量的化学药剂,存在二次污染的风险。
五. 重金属螯合剂法
采用重金属螯合剂对含铜废水进行处理,在pH值为3~13、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。
六. 膜分离法
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