CN108178274A - 高效除铜组合剂及其使用方法 - Google Patents

高效除铜组合剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

高效除铜组合剂，包括以下重量百分比的A组分和B组分：其中，A组分包含交联淀粉：20～40份；过氧化氢二异丙苯：5～10份；二硫化碳：15～25份；氢氧化钠：20～25份；水：80～90份；其中，B组分包含聚合硫酸铁：15～25份；聚合氯化铝铁：5～15份；聚丙烯酰胺：7～12份；水：60～80份；本发明的高效除铜组合剂具有双效去铜的效果，提高废水中铜离子的去除率，改善生态环境，无毒环保，成本低。

Description

高效除铜组合剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及高效除铜组合剂及其使用方法。
背景技术
铜外观呈微红色，具有金属光泽，铜化合物大多数呈蓝色。铜是生命所必 需的微量元素，但过量的铜对人体、动植物和水生植物都是有害的。含铜1mg/L 以上会使水的浑浊度明显提高，1.5mg/L以上会使水带有异味。长期饮用含有浓 度较高的水会刺激胃肠道黏膜，引起呕吐，损害肝脏。但胃肠道对铜的吸收率 很低。
在印刷电路板(PCB)生产工艺流程中，磨板、弱腐蚀、电镀铜等工序排 放的废水中含有铜离子；在蚀板、化学沉铜等工序排放的废水中含有铜离子和 络合剂NH4OH、EDTA和酒石酸钾钠等。近年来，对络合铜废水处理研究较多 的有电解法、吸附法、凝聚法和离子交换法。硫化铜的溶解度比氢氧化铜的要 小很多，采用硫化物作沉淀剂可使废水中的铜离子得到更完全的去除，但是， 一方面为了去除铜离子会导致硫化物过多，从而导致废水中会残留更多的硫化 物，严重造成环境的污染，另一方面硫化铜沉淀物颗粒很小，固液分离较困难， 同时通常会因为硫化物的过量投加而导致污水的COD增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种双效组合去除废水 中铜离子的，提高去除效果，改善生态环境的高效除铜组合剂。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案来解决：
高效除铜组合剂，包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：20～40份；
过氧化氢二异丙苯：5～10份；
二硫化碳：15～25份；
氢氧化钠：20～25份；
水：80～90份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：15～25份；
聚合氯化铝铁：5～15份；
聚丙烯酰胺：7～12份；
水：60～80份；
具体的，所述交联淀粉、二硫化碳和氢氧化钠均为粉末状，其粒径为 0.2～0.8um。
具体的，所述交联淀粉为环氧氯丙烷交联淀粉。
基于同一种构思，本发明还提供一种高效除铜剂的使用方法，具体的，包 括以下步骤：
a)将交联淀粉、过氧化氢二异丙苯混合后放置捏合机中，在温度为40℃以 下捏合1小时；
b)将步骤a中得到的物料与二硫化碳、氢氧化钠、水混合放置反应器中， 加热反应器至60～70℃并进行抽真空保温2小时，并调整PH在7.0～8.0，得到A 组分；
c)将A组分加入至电路板废水中直至PH为9.0～10.5，充分搅拌反应15～30 分钟后静置1小时；
d)将B组分放入搅拌机中进行溶解，混匀，将溶解后的物料投放至步骤c 中静止后的电路板废水，使PH为7.0～8.5，充分搅拌后静置沉淀。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明的高效除铜剂一方面经过反应形成淀粉黄原酸脂在聚合硫酸铁的 催化作用下对废水中的铜离子进行破络合反应，使淀粉黄原酸脂与铜离子形成 基团，另一方面废水中的铜离子有硫离子在碱性条件下生成硫化铜沉淀物，具 有双效去铜作用，使反应更为彻底，大大提高了对电路板废水中铜离子的处理 效果，并且聚合硫酸铁对原料之间的反应具有催化作用，提高反应速率与反应 的稳定性。
2、本发明通过采用二硫化碳与交联淀粉进行反应从而形成淀粉黄原酸脂与 废水中的铜离子进行结合，同时也与废水中的铜离子形成硫化铜沉淀物，有效 的减少了废水中硫离子的含量，并且采用聚合氯化铝铁和聚丙烯酰胺对沉淀物 的吸附与去除，从而减少污水中COD的增加，并且产生大颗粒的絮状物，有效 解决硫化沉淀物固液分离困难的问题。
3、本发明中采用淀粉的粒径直径更小，在反应时更加快速，投入到废水中 时其散布的更加均匀，保证反应物之间的充分混合，利于整个反应过程，能够 彻底的与废水中的铜离子进行集合，提高对废水中铜离子的去除率。
4、本发明中的药剂添加量通过控制PH值作为加药的控制点，更加简化操 作程序，避免了采用人工多次检测计算的缺点，提高水处理的便捷性与时效性。
5、本发明还具有高效，低耗，无毒环保性的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
本发明的具体实施过程如下：
实施例1：
包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：20份；
过氧化氢二异丙苯：10份；
二硫化碳：15份；
氢氧化钠：25份；
水：80份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：15份；
聚合氯化铝铁：15份；
聚丙烯酰胺：12份；
水：60份；
具体的，所述交联淀粉、二硫化碳和氢氧化钠均为粉末状，其粒径为 0.2～0.8um。
具体的，所述交联淀粉为环氧氯丙烷交联淀粉。
使用方法：
具体的，包括以下步骤：
a)将交联淀粉、过氧化氢二异丙苯混合后放置捏合机中，在温度为40℃以 下捏合1小时；
b)将步骤a中得到的物料与二硫化碳、氢氧化钠、水混合放置反应器中， 加热反应器至60～70℃并进行抽真空保温2小时，并调整PH在7.0～8.0，得到A 组分；
c)将A组分加入至电路板废水中直至PH为9.0～10.5，充分搅拌反应15～30 分钟后静置1小时，取上清液检测。
具体检测结果如下：
表1为高效除铜剂进行上述a，b，c步骤三时废水中铜含量与CODcr指标 对比表。
原水铜含量(mg/L) 加药后出水铜含量(mg/L) 总铜去除率(％)
25 7 72
原水CODcr(mg/L) 加药后出水CODcr(mg/L) CODcr去除率(％)
165 128 22.4
在将上述得到的处理液进行以下步骤：
d)将B组分放入搅拌机中进行溶解，混匀，将溶解后的物料投放至步骤c 中静止后的电路板废水，充分搅拌后静置沉淀，使PH为7.0，充分搅拌后静置 沉淀，处理后的含铜废水高于国家一级总铜浓度的达标要求，COD也没有明显 上升现象。
原水铜含量(mg/L) 加药后出水铜含量(mg/L) 总铜去除率(％)
25 0.22 99.12
原水CODcr(mg/L) 加药后出水CODcr(mg/L) CODcr去除率(％)
165 113 31.5
实施例2：
包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：20份；
过氧化氢二异丙苯：10份；
二硫化碳：15份；
氢氧化钠：25份；
水：80份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：15份；
聚合氯化铝铁：15份；
聚丙烯酰胺：12份；
水：60份；
使用方法：
a)将交联淀粉、过氧化氢二异丙苯混合后放置捏合机中，在温度为40℃以 下捏合1小时；
b)将步骤a中得到的物料与二硫化碳、氢氧化钠、水混合放置反应器中， 加热反应器至60～70℃并进行抽真空保温2小时，并调整PH在7.0～8.0，得到A 组分；
c)将A组分加入至电路板废水中直至PH为9.0～10.5，充分搅拌反应15～30 分钟后静置1小时；
d)将B组分放入搅拌机中进行溶解，混匀，将溶解后的物料投放至步骤c 中静止后的电路板废水，使PH为7.5，充分搅拌后静置沉淀，处理后的含铜废 水高于国家一级总铜浓度的达标要求，COD也没有明显上升现象，
表2为高效除铜剂在加入废水后最终PH为7.5时的铜含量与CODcr指标对 比表。
原水铜含量(mg/L) 加药后出水铜含量(mg/L) 总铜去除率(％)
25 0.15 99.4
原水CODcr(mg/L) 加药后出水CODcr(mg/L) CODcr去除率(％)
165 132 20
实施例3：
包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：20份；
过氧化氢二异丙苯：10份；
二硫化碳：15份；
氢氧化钠：25份；
水：80份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：15份；
聚合氯化铝铁：15份；
聚丙烯酰胺：12份；
水：60份；
使用方法同实施例2，
表3为高效除铜剂在加入废水后最终PH为8时的铜含量与CODcr指标对 比表。
与实施例2进行对比可知，总铜去除率与CODcr去除率变化量小。
实施例4：
包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：40份；
过氧化氢二异丙苯：5份；
二硫化碳：25份；
氢氧化钠：20份；
水：90份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：25份；
聚合氯化铝铁：5份；
聚丙烯酰胺：7份；
水：80份；
使用方法同实施例2，
表4为高效除铜剂在加入废水后最终PH为7.5时的铜含量与CODcr指标对 比表：
原水铜含量(mg/L) 加药后出水铜含量(mg/L) 总铜去除率(％)
25 0.16 99.36
原水CODcr(mg/L) 加药后出水CODcr(mg/L) CODcr去除率(％)
165 116 29.7
实施例5：
包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：30份；
过氧化氢二异丙苯：8份；
二硫化碳：15份；
氢氧化钠：25份；
水：85份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：10份；
聚合氯化铝铁：10份；
聚丙烯酰胺：9份；
水：70份；
使用方法同实施例2，
表5为高效除铜剂在加入废水中最终PH为7.5时，铜含量与CODcr指标对 比表：
原水铜含量(mg/L) 加药后出水铜含量(mg/L) 总铜去除率(％)
25 0.04 99.84
原水CODcr(mg/L) 加药后出水CODcr(mg/L) CODcr去除率(％)
165 150 9.10
综上，本发明提供的所述去除电路板废水中铜离子的方法，在最终废水的 PH值为7.5时，充分搅拌反应15～30分钟，此时硫离子可以与废水绝大部分的 铜离子反应生成硫化铜沉淀，与交联底淀粉进行反应生成铜离子基团沉淀，两 者之间相互催化，提高反应速率，还能有效防止硫化氢的产生，并且还可以能 产生大颗粒的絮状物，有效解决了硫化铜沉淀物固液分离困难的问题，同时也 有效避免了可能引起的COD增加的缺陷，并且可以根据废水最终的PH值的大 小决定所需的加入量，方便实际操作，提供工作效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.高效除铜组合剂，其特征在于：包括以下重量百分比的A组分和B组分：
其中，A组分包含交联淀粉：20～40份；
过氧化氢二异丙苯：5～10份；
二硫化碳：15～25份；
氢氧化钠：20～25份；
水：80～90份；
其中，B组分包含聚合硫酸铁：15～25份；
聚合氯化铝铁：5～15份；
聚丙烯酰胺：7～12份；
水：60～80份。
2.根据权利要求1所述的高效除铜组合剂，其特征在于：所述交联淀粉、二硫化碳和氢氧化钠均为粉末状，其粒径为0.2～0.8um。
3.根据权利要求1所述的高效除铜组合剂，其特征在于：所述交联淀粉为环氧氯丙烷交联淀粉。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高效除铜剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)将交联淀粉、过氧化氢二异丙苯混合后放置捏合机中，在温度为40℃以下捏合1小时；
b)将步骤a中得到的物料与二硫化碳、氢氧化钠、水混合放置反应器中，加热反应器至60～70℃并进行抽真空保温2小时，并调整PH在7.0～8.0，得到A组分；
c)将A组分加入至电路板废水中直至PH为9.0～10.5，充分搅拌反应15～30分钟后静置1小时；
d)将B组分放入搅拌机中进行溶解，混匀，将溶解后的物料投放至步骤c中静止后的电路板废水，使PH为7.0～8.5，充分搅拌后静置沉淀。
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