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含銅電鍍廢水處理主要是去除鍍銅,電鍍工藝中利用鍍銅穩(wěn)定性還實(shí)現(xiàn)防腐性能。在電鍍工藝中自然會產(chǎn)生大量的含銅廢水,實(shí)現(xiàn)含銅電鍍廢水零排放通常會用到5種工藝,安峰將對這5種工藝反應(yīng)性能進(jìn)行比對,最終實(shí)現(xiàn)零排放效果上,哪種處理工藝最具優(yōu)勢呢?安峰將對這5個(gè)處理工藝反應(yīng)原理進(jìn)行簡述。
化學(xué)處理法--沉淀法
電鍍廢水中銅的穩(wěn)定性高,想要去除可以利用活性更高的離子進(jìn)行中和沉淀。利用強(qiáng)堿沉淀廢水中銅離子,形成氫氧化銅沉渣,然后再經(jīng)固液分離裝置去除沉淀物。
單一含銅廢水在pH值為6.92時(shí),就能使銅離子沉淀去除而達(dá)標(biāo),一般電鍍廢水中的銅與鐵共存時(shí),控制pH值在8~9,也能使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。然而對既含銅又含其它重金屬及絡(luò)合物的混合電鍍廢水,銅的去除效果不好,往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),主要是因?yàn)榇朔椒ǖ奶幚韺?shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)廢水pH值,而各種金屬最佳沉淀的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果廢水中含有氰、銨等絡(luò)合離子,與銅離子形成絡(luò)合物,銅離子不易離解,使得銅離子不能達(dá)標(biāo)排放。特別是對含有氰的含銅混合廢水經(jīng)處理后,銅離子的濃度和CN-的濃度幾乎成正比,只要廢水中的CN-存在,出水中的銅離子濃度就不會達(dá)標(biāo)。這就使得利用中和沉淀法處理含銅混合廢水的出水效果不好,特別是對于銅的去除效果不佳。
硫化物沉淀法
硫化物沉淀法處理含銅廢水具有很大的優(yōu)勢,可以解決一些弱絡(luò)合態(tài)重金屬不達(dá)標(biāo)的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應(yīng)的pH值范圍較寬,硫化物還能沉淀部分銅離子絡(luò)合物,所以不需要分流處理。然而,由于硫化物沉淀細(xì)小,不易沉降,限制了它的應(yīng)用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沉淀,會溶解部分硫化物沉淀。
電化學(xué)法
電化學(xué)方法處理含銅廢水具有高效、可自動控制、污泥量少等優(yōu)點(diǎn),且處理含銅電鍍廢水能直接回收金屬銅,處理時(shí)對廢水含銅濃度的范圍適應(yīng)較廣,尤其對濃度較高(銅的質(zhì)量濃度大于1g/L時(shí))的廢水有一定的經(jīng)濟(jì)效益,但低濃度時(shí)電流效率較低。
離子交換法處理含銅電鍍廢水
離子交換法是處理含銅廢水的主要方法之一。而各種離子交換劑不斷推陳出新。離子交換劑種類很多。絡(luò)合劑對該方法處理含銅電鍍廢水的影響較小。
離子交換樹脂
離子交換樹脂除銅效果頗佳,樹脂法處理含高濃度氨銅漂洗液已見報(bào)道;也有工廠采用弱酸性陽離子交換樹脂處理酸性硫酸鹽鍍銅漂洗廢水;有些企業(yè)用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂處理焦磷酸鹽鍍銅廢水,使部分水循環(huán)利用。另外鰲合樹脂具有選擇性好、吸附容量大、快速等優(yōu)點(diǎn),并且交換速度快。然而由于這些鰲合樹脂價(jià)格昂貴,大多停留在試驗(yàn)階段,較少在工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。
離子交換纖維
離子交換纖維是近年來發(fā)展較快的一種離子交換新材料,在重金屬廢水處理領(lǐng)域也有較大的發(fā)展。改性聚丙烯腈纖維對電鍍廢水中銅的吸附研究表明,含銅電鍍廢水經(jīng)改性聚丙烯腈纖維吸附后,銅離子的含量顯著低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
膜分離技術(shù)處理含銅電鍍廢水
膜法處理工業(yè)廢水一般選用反滲透、超濾及二者的結(jié)合技術(shù),膜法處理工業(yè)廢水的關(guān)鍵是根據(jù)分離條件選擇合適的膜。利用反滲透膜分離技術(shù)對含銅電鍍廢水的處理已見報(bào)道很多,該方法對含銅絡(luò)合物的電鍍廢水處理效果也不錯(cuò),有的已應(yīng)用于工業(yè),并與其它水處理技術(shù)連用取得很好的效果。
吸附法處理含銅電鍍廢水
吸附法處理含銅廢水具有很多優(yōu)點(diǎn),成為水處理研究的重點(diǎn),開發(fā)了許多性能良好的吸附劑,特別是利用工業(yè)廢棄物和農(nóng)作物余物作吸附劑,并且對現(xiàn)有的吸附劑改性提高其吸附性能。沸石和麥飯石價(jià)格低廉,應(yīng)用較廣泛,麥飯石對銅離子的吸附可以達(dá)到95%以上;藍(lán)晶石在適當(dāng)?shù)臈l件下對銅離子可以達(dá)到100%的吸附效果;煙煤灰、爐渣等可以用作吸附劑處理含銅電鍍廢水,而且從煙煤灰中合成4A沸石可以吸附多種重金屬,對銅離子的吸附效果很好。
目前研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了一些植物和動物的廢棄物作為吸附劑,為了增大吸附量和吸附選擇性,進(jìn)行改性,改性后的吸附劑對銅離子的吸附效果顯著提高。經(jīng)酒石酸改性后的谷殼大大提高對銅離子的吸附效果,通過堿液處理后的雞羽毛吸附銅離子的容量大大提高,吸附效果很好。利用木屑吸附混合電鍍廢水中的銅離子,效果優(yōu)于單一廢水中銅的處理。
生物法處理含銅電鍍廢水
生物法處理含銅廢水最大的特點(diǎn)是在運(yùn)行過程中微生物能不斷地增殖,生物質(zhì)去除銅離子的量隨生物質(zhì)量的增加而增加。生物法在應(yīng)用上具有很多優(yōu)點(diǎn),如綜合處理能力較強(qiáng),使廢水中的銅、六價(jià)鉻、鎳、鋅、隔、鉛等有害金屬離子得到有效的去除;處理方法簡便實(shí)用;過程控制簡單;污泥量少,二次污染明顯減少。然而生物法處理含銅廢水存在著功能菌繁殖速度和反應(yīng)速率慢,處理水難以回用的缺點(diǎn)。
含銅電鍍廢水處理傳統(tǒng)的沉淀法和離子交換法,成本相對較高。而膜分離和吸附法成為電鍍廢水處理研究重點(diǎn)。吸附法可以利用沸石和麥飯石吸附廢水中銅離子,據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,麥飯石可以吸附廢水中95%以上的銅離子,這是電鍍廢水處理一個(gè)重大進(jìn)步。不同行業(yè)都會產(chǎn)生電鍍廢水,廢水的體量增大也會引發(fā)處理工藝創(chuàng)新等。以上介紹的5種工藝從傳統(tǒng)到新型處理工藝都全部涵蓋。