CN101624244A - 一种羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法 - Google Patents

一种羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的综合处理方法。本发明方法主要是：先取一定量的废铁屑、废钢屑混合，用碱液浸泡、除油后，用水冲洗，然后用酸浸泡以去除其表面氧化物，备用；再用酸调节羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的pH值至1.8～2.5后，投加经活化处理的混合铁屑到HEDP预镀铜废水中，其投加量占所处理废水质量的7％～30％，曝气反应0.5～2h后，出水加聚丙烯酰胺即PAM絮凝沉淀；最后向沉淀后的上清液中投加石灰乳调节其pH值至11～12，反应5～20min后加PAM絮凝沉淀，出水调节其pH值后达标排放或回用。本发明工艺简单，操作方便，处理效果好。

Description

一种羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法
技术领域
本发明属于治理废水技术领域，具体涉及一种羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的综合处理方法。
背景技术
在国家经贸委明确规定限期淘汰“含氰电镀”的形势下，我国研发了HEDP预镀铜新工艺(专利申请号：200810143146.6)。该工艺因HEDP与铜离子形成的络合物稳定常数高，镀层与基体金属(钢铁、铝、镁、锌、钛及其合金)结合力强，能获得性能优良的铜镀层，而成为极具发展潜力的无氰预镀铜新工艺。但由于HEDP与铜离子形成的络合物稳定常数高，使该工艺废水处理十分困难，目前还没有可借鉴的处理方法，以致严重限制了这一无氰预镀铜新工艺的推广应用。
HEDP预镀铜废水中主要污染物指标：化学需氧量(COD)400～1000mg/l、总磷(TP)210～523mg/l、Cu2+50～126mg/l，主要污染物为主络合剂HEDP及其与Cu2+形成的络合物。由于主络合剂HEDP及其络合物在一般光热条件下不易分解，耐酸碱、抗氯氧化，在高温、高PH条件下，也不易水解，因此，常规的电镀废水处理方法很难使该工艺废水中主要污染物指标、尤其是TP指标达到电镀污染物排放标准(GB 21900-2008)的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的综合处理方法。
本发明方法包括如下顺序的步骤：
(1)取一定量的废铁屑、废钢屑混合，用碱液浸泡、除油后，用水冲洗，然后用酸浸泡以去除其表面氧化物，备用；
(2)用酸调节羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的PH值至1.8～2.5，再投加步骤(1)所述经活化处理的混合铁屑到HEDP预镀铜废水中，其投加量占所处理废水质量的7％～30％，曝气反应0.5～2h后，出水加聚丙烯酰胺即PAM絮凝沉淀；
(3)向步骤(2)所述沉淀后的上清液中投加石灰乳调节其PH值至11～12，反应5～20min后加PAM絮凝沉淀，出水调节其PH值后达标排放或回用。
更具体地说，本发明所采用的混合铁屑是废钢屑与铸铁屑的混合物，质量混合比为(1～3)∶10。钢屑主要起疏松、支撑铸铁屑，防止沟流的作用。
步骤(1)所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙的稀溶液，质量百分浓度为3％-20％，所述酸为硫酸、盐酸或硝酸的稀溶液，质量百分浓度为3％-20％；步骤(2)所述酸为硫酸或盐酸的浓溶液。
本发明所采用的铁屑反应柱采用曝气搅动，曝气管位于反应柱底部，曝气量为0.05～0.2m3/h。
本发明的原理是：活化后的工业废铁屑中的铁屑尤其是铸铁屑，是铁与碳的合金。当铸铁屑与电解质溶液(废水)接触时，碳的电位高成为阴极；铁的电位低成为阳极，它们之间形成无数的微小原电池。在酸性介质及有氧条件下，原电池反应产生的新生态的[H]和Fe2+具有很高的化学活性，能与水中的多种物质发生氧化还原反应，从而达到去除或降解污染物的目的。同时电极反应产生的Fe2+被氧化后成为Fe3+，经中和后，得到具有很强的絮凝-吸附活性的Fe(OH)3，能将废水中悬浮固体、胶体凝聚沉淀，同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀，使废水得到进一步净化。其中的电极反应是：
阳极：Fe-2e→Fe2+
阴极：2H++2e→2[H]→H2(酸性条件)。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过铁屑微电解、絮凝沉淀、氢氧化物沉淀等一系列步骤综合处理HEDP预镀铜废水，所用填料为工业废铁屑和废钢屑，以废治废，处理过程电耗小，具有投资省、运行费用低的优势。
(2)加药量少，不增加水中盐分，具有一定的脱盐效果，处理出水可回用作电镀工件的漂洗水。
(3)废水PH值被预先调至2左右，不易产生铁的氧化物或氢氧化物垢等；同时，废水中HEDP对铁的氧化物或氢氧化物垢等有较好的清除作用。因此，本发明中铁屑不易板结，能长期稳定运行。
(4)本发明可高效的处理HEDP预镀铜废水，废水COD去除率大于93％，TP、Cu2+去除率达到99％以上，出水完全达到GB 21900-2008电镀污染物排放标准。
(5)本发明工艺简单，操作方便，处理效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：处理废水由湖南湘潭某机械厂HEDP镀铜生产线槽液稀释而成(COD 1000mg/l、TP 523mg/l、Cu2+126mg/l)。取一定量的废钢屑和铸铁屑，按1.5∶10重量比混合，用10％氢氧化钠浸泡10min左右除油，用水清洗至PH值为7，然后用20％的稀盐酸浸泡20min去除表面氧化物。使用时将混合铁屑用清水洗至PH值为7。取1200ml HEDP镀铜清洗废水，用工业硫酸调节PH值为2.0，在混合铁屑投加量为11.5％(138g)、曝气量0.15m3/h条件下于
Figure G2009100441342D00041
50×700mm环氧树脂反应柱中反应1.5h，出水加PAM絮凝沉淀，取上清液投加石灰乳调节PH值到11.5，反应5min，加PAM絮凝沉淀，再经中和处理后的出水COD、TP和Cu2+去除率分别达到93％、99.9％和99.8％，完全达到GB 21900-2008电镀污染物排放标准。
实施例2：处理废水由湖南湘潭某机械厂HEDP镀铜生产线槽液稀释而成(COD 1000mg/l、TP 523mg/l、Cu2+126mg/l)。取一定量的废钢屑和铸铁屑，按3∶10重量比混合，用15％氢氧化钾浸泡8min左右除油，用水清洗至PH值为9，然后用6％的稀硫酸浸泡15min去除表面氧化物。使用时将混合铁屑用清水洗至PH值为7。取1200ml HEDP镀铜清洗废水，用盐酸调节PH值为2.5，在混合铁屑投加量为10％(120g)、曝气量0.05m3/h条件下于
Figure G2009100441342D00042
50×700mm环氧树脂反应柱中反应2.0h，出水加PAM絮凝沉淀，取上清液投加石灰乳调节pH值到11.7，反应10min，加PAM絮凝沉淀，再经中和处理后的出水完全达到GB21900-2008电镀污染物排放标准。
实施例3：处理废水由湖南湘潭某机械厂HEDP镀铜生产线槽液稀释而成(COD 1000mg/l、TP 523mg/l、Cu2+126mg/l)。取一定量的废钢屑和铸铁屑，按2∶10重量比混合，用20％氢氧化钠浸泡10min左右除油，用水清洗至PH值为8.5，然后用10％的稀盐酸浸泡20min去除表面氧化物。使用时将混合铁屑用清水洗至PH值为8。取1200ml HEDP镀铜清洗废水，用工业硫酸调节PH值为2.1，在混合铁屑投加量为30％(360g)、曝气量0.2m3/h条件下于
Figure G2009100441342D00043
50×700mm环氧树脂反应柱中反应0.5h，出水加PAM絮凝沉淀，取上清液投加石灰乳调节PH值到11.5，反应20min，加PAM絮凝沉淀，再经中和处理后的出水完全达到GB 21900-2008电镀污染物排放标准。
实施例4：处理废水由湖南湘潭某机械厂HEDP镀铜生产线槽液稀释而成(COD 500mg/l、TP 260mg/l、Cu2+63mg/l)。取一定量的废钢屑和铸铁屑，按1∶10重量比混合，用3％氢氧化钙浸泡10min左右除油，用水清洗至PH值为8，然后用8％的稀硝酸浸泡30min去除表面氧化物。使用时将混合铁屑用清水洗至PH值为8。取1200ml HEDP镀铜清洗废水，用盐酸调节PH值为1.8，在混合铁屑投加量为8.8％(106g)、曝气量0.1m3/h条件下于
Figure G2009100441342D00051
50×700mm环氧树脂反应柱中反应50min，出水加PAM絮凝沉淀，取上清液投加石灰乳调节PH值到12，反应10min，加PAM絮凝沉淀，再经中和处理后的出水完全达到GB21900-2008电镀污染物排放标准。
实施例5：处理废水由湖南湘潭某机械厂HEDP镀铜生产线槽液稀释而成(COD 500mg/l、TP 260mg/l、Cu2+61mg/l)。取一定量的废钢屑和铸铁屑，按1.5∶10重量比混合，用8％氢氧化钾浸泡10min左右除油，用水清洗至PH值为7，然后用3％的稀硝酸浸泡30min去除表面氧化物。使用时将混合铁屑用清水洗至PH值为7。取1200ml HEDP镀铜清洗废水，用工业硫酸调节PH值为2.0，在混合铁屑投加量为7％(84g)、曝气量0.15m3/h条件下于
Figure G2009100441342D00052
50×700mm环氧树脂反应柱中反应1h，出水加PAM絮凝沉淀，取上清液投加石灰乳调节PH值到11，反应15min，加PAM絮凝沉淀，再经中和处理后的出水完全达到GB21900-2008电镀污染物排放标准。

Claims (4)

1、一种羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法，其特征包括如下顺序的步骤：
(1)取一定量的废铁屑、废钢屑混合，用碱液浸泡、除油后，用水冲洗，然后用酸浸泡以去除其表面氧化物，备用；
(2)用酸调节羟基乙叉二膦酸即HEDP预镀铜废水的PH值至1.8～2.5，再投加步骤(1)所述经活化处理的混合铁屑到HEDP预镀铜废水中，其投加量占所处理废水质量的7％～30％，曝气反应0.5～2h后，出水加聚丙烯酰胺即PAM絮凝沉淀；
(3)向步骤(2)所述沉淀后的上清液中投加石灰乳调节其PH值至11～12，反应5～20min后加PAM絮凝沉淀，出水调节其PH值后达标排放或回用。
2、根据权利要求1所述的羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法，其特征在于：所述混合铁屑是废钢屑与铸铁屑的混合物，质量混合比为(1～3)∶10。
3、根据权利要求1或2所述的羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法，其特征在于：权利要求1的步骤(1)所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙的稀溶液，质量百分浓度为3％-20％，所述酸为硫酸、盐酸或硝酸的稀溶液，质量百分浓度为3％-20％；权利要求1的步骤(2)所述酸为硫酸或盐酸的浓溶液。
4、根据权利要求3所述的羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法，其特征在于：所述曝气反应的铁屑反应柱采用曝气搅动，曝气管位于反应柱底部，曝气量为0.05～0.2m3/h。
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