CN102259996A - 含铜废水处理方法 - Google Patents

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一种含铜废水处理方法，包括以下步骤：步骤一、收集含铜废水，并调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；步骤二、向含铜废水中加入过量的水溶性硫化物并搅拌均匀；步骤三、除去含铜废水中的沉淀；步骤四、调节含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4；步骤五、向含铜废水中加入双氧水和硫酸亚铁；步骤六、调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；以及步骤七、除去含铜废水中产生的沉淀。该含铜废水处理方法的处理效果较好。

Description

含铜废水处理方法
【技术领域】
本发明涉及一种含铜废水处理方法。
【背景技术】
含铜废水是一类由冶金、电子等工业产生的废水，主要包括印刷电路板蚀刻废水、电镀废水等。含铜废水中铜含量高达0.1～35g/L，大大超过污水排放标准(GB8978-1996)，如果直接排放，会严重污染环境。因此，必须采取必要措施对含铜废水进行处理。
在印制电路板含铜废水中，分水过程中有一路废水主要以含络合态铜的形式存在。含络合铜废水一般采用硫化物沉淀法进行处理，通过向含铜废水中加入能与铜离子生成稳定的硫化铜沉淀的可溶性硫化物来沉淀含铜废水中的铜离子。然而，使用该方法处理产生的硫化铜沉淀颗粒小，沉淀效果差，通常悬浮于水体中，最终会导致废水排放铜离子超标，处理效果较差。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种处理后铜离子含量较低的含铜废水处理方法。
一种含铜废水处理方法，包括以下步骤：步骤一、收集含铜废水，并调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；步骤二、向步骤一的含铜废水中加入过量的水溶性硫化物并搅拌均匀，去除沉淀；步骤三、调节步骤二的含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4；步骤四、向步骤三的含铜废水中加入双氧水和硫酸亚铁；步骤五、调节步骤四的含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；以及步骤六、去除步骤五的含铜废水中产生的沉淀。
在优选的实施例中，步骤一中使用氧化钙调节含铜废水的pH值。
在优选的实施例中，步骤一中使用碱性废水以调节含铜废水的pH值。
在优选的实施方式中，步骤二中水溶性硫化物过量5％～10％。
在优选的实施方式中，水溶性硫化物为硫化钠。
在优选的实施方式中，该步骤二中去除沉淀后还包括：压滤沉淀，并将压滤沉淀得到的滤液加入步骤二的含铜废水中。
在优选的实施方式中，步骤三中使用硫酸调节含铜废水的pH值。
在优选的实施方式中，步骤三中通过向含铜废水中加入酸性废水以调节含铜废水的pH值。
在优选的实施方式中，步骤六中使用砂滤体系过滤含铜废水除去含铜废水中的沉淀。
在优选的实施方式中，步骤五中使用氧化钙调节含铜废水的pH值。
上述含铜废水处理方法，采用碱性破络和酸性破络相结合的方式，克服了碱性破络因硫化铜沉淀颗粒细小而导致沉淀效果差的不利因素，处理后的含铜废水中铜离子含量较低，处理效果较好；同时，通过使用碱性废水来调节酸性废水的pH值，大大节省了废水处理过程中的化学药剂添加量，很大程度上降低了含铜废水处理的成本。
【附图说明】
图1为一实施方式的含络合铜废水处理方法的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对含铜废水处理方法进一步阐明。
请参阅图1，一种含铜废水处理方法，包括以下步骤：
步骤S110，收集含铜废水，并调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10。
本实施方式中，收集的含铜废水为印刷电路板(PCB)络合废水。含铜废水通过废水收集池收集含铜废水，并排放至络合废水反应池中进行pH值调节。调节pH值时，使用氧化钙进行调节。可以理解，为了减少含铜废水处理过程中加入的化学药剂的添加量并进一步节约含铜废水处理的成本，还可以通过向含铜废水中加入车间在生产过程中产生的碱性废水来调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10。
步骤S120，向含铜废水中加入过量的水溶性硫化物并搅拌均匀，除去含铜废水中的沉淀。
该步骤中，水溶性硫化物过量5％～10％。可溶性硫化物可以为硫化钠或者硫化钾等，本实施方式中，可溶性硫化物为硫化钠。加入硫化钠后，硫化钠与含铜废水中的络合铜发生反应，生成硫化铜沉淀，反应方程式如下：
Na2S+CuX→CuS+Na2X    (X表示络合根离子)
本实施方式中，在络合废水处理池中设置ORP探头来控制反应的发生过程，当废水中还存在未被完全反应的络合铜时，反应过程中就会产生电位差，ORP探头就会自动控制加药，直至反应发生完毕。根据上述反应方程式可以计算出硫化钠的理论需要量，过量硫化钠可以通过简易手动装置添加，硫化钠的实际添加量过量理论需要量5％～10％。
含铜废水中的络合铜与可溶性硫化物反应生成硫化物沉淀后，将含铜废水排放至络合废水沉淀池中进行沉淀，收集上层清液(即为预处理过的络合废水)至综合废水收集池中，并压滤收集的沉淀，将压滤沉淀得到的滤液排放到综合废水收集池中。
步骤S130，调节含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4。
上层清液与压滤沉淀得到的滤液在综合废水收集池中合并并混合均匀后排放到综合废水反应池中，在综合废水反应池中调节含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4。调节pH值时，使用硫酸进行调节。可以理解，为了减少含铜废水处理过程中加入的化学药剂的添加量并进一步节约含铜废水处理的成本，还可以通过向含铜废水中加入车间在生产过程中产生的酸性废水来调节含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4。
步骤S140、向含铜废水中加入双氧水和硫酸亚铁。
PCB废水分流过程中，所涉及的药剂较多，分流后的各股废水中不可避免的含有微量络合态的铜离子，此类络合态铜如若处理不彻底，直接会影响到最终废水排放中的铜含量，因此，需要将综合废水中的络合态铜彻底去除。
加入硫酸亚铁和双氧水后，在酸性条件下，通过机械或空气的搅拌，使Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+将Cu2+置换出来，即将络合态铜离子转化成游离态铜离子。
以EDTA络合铜为例，在酸性条件下，EDTA-Cu的稳定常数小于EDTA-Fe3+的稳定常数(pH＝4，EDTA-Cu的稳定常数的对数值lgK稳＝10.2，EDTA-Fe3+的稳定常数的对数值lgK稳＝14.7)，因此，向PCB络合废水中加入加入硫酸亚铁和双氧水后，在酸性条件下，通过机械或空气的搅拌，使Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+将Cu2+置换出来。具体反应原理为：
2FeSO4+H2O2+H2SO4＝Fe2(SO4)3+2H2O
EDTA-Cu2++Fe3+＝EDTA-Fe3++Cu2+
通常情况下，在综合废水中硫酸亚铁和双氧水的投加量按铜离子含量上限为30PPM来添加。
步骤S150、调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10。
将含铜废水自综合废水反应池中排放至综合废水反应池并使用氧化钙调节含铜废水的pH值，使pH值大于等于8且小于等于10。此时，含铜废水中的Cu2+、Fe3+、Fe2+分别生成Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)3沉淀较大，吸附性较强，沉淀速度较快，从而能加快铜的去除，实现固液分离。
步骤S160、除去含铜废水中产生的沉淀。
综合废水沉淀池中的含铜废水中的铜离子发生反应生成氢氧化铜沉淀后，使用砂滤体系过滤含铜废水除去含铜废水中的沉淀后采用硫酸调节pH至6～9即可进行排放。
表1对处理后的含铜废水进行采样的监测结果
Figure BDA0000076629390000041
Figure BDA0000076629390000051
表2对处理后的含铜废水进行采样的监测结果
Figure BDA0000076629390000052
Figure BDA0000076629390000061
请同时参阅表1和表2，表1和表2分别为深圳市环保局在2011年2月23日和2011年3月25对经过上述含铜废水处理方法处理的含铜废水进行采样监测的监测结果。两次监测结果显示，经过上述含铜废水处理方法处理的含铜废水的总铜的含量为分别为0.141毫克/升和0.173毫克/升，均符合排放标准，处理效果较好且较为稳定。
同时，上述含铜废水处理方法中，使用生产过程中产生的碱性废水和酸性废水调节含铜废水的pH值，反应过程中采用氧化钙替代氢氧化钠调节pH，可以降低含铜废水处理的成本，使用该方法处理含铜废水的加药成本大约为4.5元/吨，成本较低，远低于传统处理方法中加药成本8元/吨。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种含铜废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、收集含铜废水，并调节含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；
步骤二、向步骤一的含铜废水中加入过量的水溶性硫化物并搅拌均匀，去除沉淀；
步骤三、调节步骤二的含铜废水的pH值大于等于3且小于等于4；
步骤四、向步骤三的含铜废水中加入双氧水和硫酸亚铁；
步骤五、调节步骤四的含铜废水的pH值大于等于8且小于等于10；以及
步骤六、去除步骤五的含铜废水中产生的沉淀。
2.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤一中使用氧化钙调节含铜废水的pH值。
3.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤一中使用碱性废水调节含铜废水的pH值。
4.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤二中水溶性硫化物过量5％～10％。
5.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该水溶性硫化物为硫化钠。
6.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤二中去除沉淀后还包括：压滤沉淀，并将压滤沉淀得到的滤液加入步骤二的含铜废水中。
7.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤三中使用硫酸调节含铜废水的pH值。
8.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤三中通过向含铜废水中加入酸性废水以调节含铜废水的pH值。
9.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤六中使用砂滤体系过滤含铜废水除去含铜废水中的沉淀。
10.根据权利要求1所述的含铜废水处理方法，其特征在于，该步骤五中使用氧化钙调节含铜废水的pH值。
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