含铜废水处理技术汇总

含铜废水处理

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，其含铜浓度高达几十mg/L，这种废水排入水体中，会严重影响水的质量，对环境造成污染。水中铜含量达0.01mg/L 时，对水体自净有明显的抑制作用，超过3.0mg/L，会产生异味，超过15mg/L，就无法引用。因此，工业废水必须经过处理才能达到环境要求。本文介绍了几种常用的含铜废水处理方法。

1.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，一般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。化学法处理含铜镀废水具有技术成熟、投资少、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等诸多优点，在适当的条件下，处理后的废水中铜离子的质量浓度显著低于国标规定的污水排放标准。

化学沉淀法不足之处在于产生含重金属污泥，若污泥没有得到妥善的处理还会产生二次污染，用化学法处理含铜废水，首先必须破除络合剂，使铜以离子形式存在于清洗废水中，否则会形成铜络合物，处理后的出水铜含量依然很高，其次固液分离效果对出水铜含量影响较大，所以设计处理工艺时要加重力澄清池和砂滤，这样占地面积就很大，此外，只有ph值控制适宜，澄清池设计合理，沉渣沉淀性能良好或用过滤进行三级处理，出水铜含量才能稳定达到0.5mg/L以下。

2.电解法

电解法在处理硫酸盐镀铜废水中得到了广泛使用,特别是电解法—离子交换法组合,或是使

用电解法----化学沉淀法组合。

3.吸附法

吸附法是利用材料的物理吸附和化学吸附等作用去除废水中有害物质的方法，该法应用广泛，活性炭，沸石分子筛，粉煤灰，矿物等对铜离子的吸附作用及应用均有报道，吸附法处理含铜废水，吸附剂来源广泛，成本低，操作方便，吸附效果好，但吸附剂的使用寿命短，再生困难，难以回收铜离子。

4.离子交换法

这种方法适用业含铜浓度在50～200mg/L的废水.浓度过高,废水PH势必较低,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.用阳树脂处理含铜量较低废水,铁离子也会被树脂吸附,洗脱后难以分离.。

5.焦磷酸铜废水处理

焦磷酸盐镀铜漂洗废水中主要含有P2O44－、Cu（P2O4）26－、HPO42－、K+、NH4+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等离子。可用碱性阴离子交换树脂回收焦磷酸铜离子。用亚铁共沉淀法也可有效的处理焦磷酸盐镀铜废水。焦磷酸盐镀铜镀液中主要成分是焦磷酸铜和焦磷酸钾，它们相互作用生成焦磷酸铜钾螯合物，在pH为8～9时，铜的主要存在形式为［Cu（P2O4）2］6－，铜处于比较稳定的螯合状态，加入硫酸亚铁，将铜还原为Cu2O，而铁以二价或三价氢氧化物形式存在，利用铁的氢氧化物的凝聚作用，将Cu2O吸附，发生共沉淀，从而达到除铜的目的。该工艺简单，操作方便。此外还可用漂白粉破坏络合物，使铜离子解离出来生成氢氧化铜，再进行固液分离。在操作中应注意漂白粉的加入量以及pH值的调节等问题。

6.置换法

在酸性条件下,用铁屑等较活泼金属将铜置换出来.这种方法可以达到治理要求,但沉淀中杂质分离困难,污泥量多。

7.氰化含铜废水处理

氰化镀铜废液中含氰化物浓度高，大多数工厂采用含氰废水处理相同的氯碱法。这种方法需要消耗大量的药剂。除此之外还可采用离子交换法进行处理，但其含氰量不应大于100mg/L。

酸性含铜电镀废水的处理

化学法处理电镀废水具有技术成熟、投资小、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等诸多优点，加上砂滤能使出水水质澄清，达标排放，不失为既经济又有效的一种方法。

(1)试验

①仪器与试剂。721型可见分光光度计(上海欣茂仪器有限公司)，JJ-1型精密电动搅拌器(苏州威尔实验用品有限公司)，PHS-3C型精密酸度计(上海大普仪器有限公司)，氢氧化钠(分析纯)，聚丙烯酸钠，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇。

②试验水样。试验水样取自贵阳市083系统宇光分公司电镀车间酸性含铜废水。

③试验方法。移取400mL试验水样于500mL烧杯中，加入一定量的氢氧化钠溶液，搅拌一定时间后，加入一定量的絮凝剂，沉降，静置过滤。经分光光度法检测滤液中铜离子的质量浓度，计算废水中铜离子的去除率。

(2)结果与讨论

①pH值对铜去除效果的影响。pH值对铜去除效果有最直接的影响。试验水样中Cu2+的质量浓度为367mg／L，搅拌时间4min，在室温下进行。配制质量分数为20％的氢氧化钠。改变

氢氧化钠加入量，以调节废水pH值，试验结果如图3—1所示。图1是在试验过程中用氢氧化钠溶液来调节废水pH值，测得的pH值与沉淀过滤后滤液中铜的质量浓度的关系曲线。

图1 pH值与滤液中铜的质量浓度的关系

从图1可以看出，刚开始反应时，随着溶液pH值的增加，其滤液中铜的质量浓度变化较小，当溶液pH=5．6～8．5时，滤液中铜的质量浓度变化很大。当溶液pH值达到8．5左右时，滤液中铜的质量浓度小于lmg／L。随着溶液pH值的继续增加，当pH>11．3左右时，滤液中铜的质量浓度又逐渐增大，变化较小，同时沉淀颜色由浅蓝色变为深蓝色。当pH>13．5后，滤液中铜随着pH值的增加继续增大且变化较大。②搅拌时间对铜去除率的影响。固定水样中Cu2+的质量浓度为367mg／L，加入氢氧化钠溶液，控制废水pH值为8．5，改变搅拌时间，结果如图2所示。

图2搅拌时间对铜去除率的影响

从图2中可以看出，氢氧化钠中和沉淀铜离子的速率较快，在搅拌时间2min以内，铜去除率高达99．78％。随着搅拌时间的增加，铜去除率随之有所增加，但变化较小，因此搅拌时间对铜去除率影响不大，考虑到搅拌时间包括加碱及反应时间，故取搅拌时间4min即可。

③温度对铜去除率的影响。固定水样中Cu2+的质量浓度为367mg／L，控制废水pH值为8．5、搅拌时间4min，改变反应温度，结果如图3所示。

图3温度对铜去除率的影响

由图3可以看出，随着温度的升高，铜去除率呈下降趋势，但铜去除率变化较小。因此，温度对氢氧化钠处理含铜废水的影响不大，故选择室温下进行废水处理。

④絮凝剂对固液分离的效果。由于所得到的氢氧化铜沉淀颗粒微细而疏松，沉淀时间较长，lh后上清液中仍有细小颗粒未能沉降至底部，上层清液未完全澄清透明，且上层清液稍加搅拌，沉淀又会上浮，影响上层清液的排放和沉淀的效果。因此，需选取合适的絮凝剂，使沉淀颗粒增大，加速沉淀速度，缩短沉淀时间。

试验选取三种高分子絮凝剂：聚丙烯酰胺(PAM)，聚丙烯酸钠(PAAS)，聚乙烯醇(PVA)。这三种有机絮凝剂不与沉淀发生化学反应，有利于沉淀。

将废水加碱中和沉淀后，分别加入一定量的絮凝剂(均配制质量浓度为0．5g／L)，再倾人500mL量筒内，观察其沉淀高度。考察加入絮凝剂后沉降时间与沉淀高度关系，得到如图4～图6所示曲线。

由图4可以看出，当加入质量浓度为0．5g／L的PAM3．5mL时，沉淀百降最快，且最终沉淀高度最低。但在试验过程中观察其沉降过程，其生成的絮状体易破碎，致使有

图4 PAM对沉降时间与沉淀高度的影响

部分絮体漂浮在上层清液中，久久不能沉降，因此加入PAM2．5mL时絮凝沉降效果好。

图3-5 PAAS对沉降时间与沉淀高度的影响

图3-6 PVA对沉降时间与沉淀高度的影响

从图3-5可以看出，当加入质量浓度为0．5g／L的PAASl．5mL时，以及图3-6表明，当加入质量浓度为0．5g／L的PVA2．5mL时，絮凝沉降效果最好。

综合考虑，当加入质量浓度为0．5g／L的聚丙烯酸钠1．5mL时，沉降速度最快，且絮体较为密实，显示较好的稳定性，利于固液分离，其絮凝沉降效果最好。

(3)结论

①对酸性含铜电镀废水，其处理效果最优条件为：控制pH值为8．5，搅拌时间4min，处理后的废水中铜离子的质量浓度显著低于国标规定的污水排放标准。

②加入高分子有机絮凝剂聚丙烯酸钠，可显著提高沉降速度，颗粒明显增大，利于后期对铜的回收。与一般处理废水所选用有机絮凝剂与无机絮凝剂混合投加絮凝效果相比较，本试验考虑到后期回收铜，故只选用有机絮凝剂。虽然聚丙烯酸钠的单价较常用有机絮凝剂聚丙烯酰胺高，但其用量少，且沉淀效果优于聚丙烯酰胺。综合来看，选用聚丙烯酸钠作为处理酸性含铜电镀废水的絮凝剂，效果较优。

工业废水中铜离子处理方法

镀铜层常作为镀镍、镀锡、镀铬、镀银、镀金的底层，以提高基体金属与表面镀层的结合力和镀层的防腐蚀性能，因此，含铜电镀废水在电镀行业中十分普遍，而且该种废水通常含有多种重金属和络合剂。目前，对于含铜电镀废水的处理主要采用化学法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等。

１化学法处理含铜电镀废水

1）中和沉淀法

目前国内常采用化学中和法、混凝沉淀法处理含铜综合电镀废水，在对废水中的酸、碱进行中和的同时，铜离子形成氢氧化铜沉淀，然后再经固液分离装置去除沉淀物。

单一含铜废水在pH值为6.92时，就能使铜离子沉淀去除而达标，一般电镀废水中的铜与铁共存时，控制pH值在8~9，也能使其达到排放标准。然而对既含铜又含其它重金属及络合物的混合电镀废水，铜的去除效果不好，往往达不到排放标准，主要是因为此方法的处理实

质是调节废水pH值，而各种金属最佳沉淀的pH值不同，使得去除效果不好；再者如果废水中含有氰、铵等络合离子，与铜离子形成络合物，铜离子不易离解，使得铜离子不能达标排放。特别是对含有氰的含铜混合废水经处理后，铜离子的浓度和ＣＮ－的浓度几乎成正比，只要废水中的ＣＮ－存在，出水中的铜离子浓度就不会达标。这就使得利用中和沉淀法处理含铜混合废水的出水效果不好，特别是对于铜的去除效果不佳。

2）硫化物沉淀法

硫化物沉淀法处理含铜废水具有很大的优势，可以解决一些弱络合态重金属不达标的问题，硫化铜的溶解度比氢氧化铜的溶解度低得多，而且反应的pH值范围较宽，硫化物还能沉淀部分铜离子络合物，所以不需要分流处理。然而，由于硫化物沉淀细小，不易沉降，限制了它的应用，另外氰根离子的存在影响硫化物的沉淀，会溶解部分硫化物沉淀。

3）电化学法

电化学方法处理含铜废水具有高效、可自动控制、污泥量少等优点，且处理含铜电镀废水能直接回收金属铜，处理时对废水含铜浓度的范围适应较广，尤其对浓度较高(铜的质量浓度大于1ｇ/Ｌ时)的废水有一定的经济效益，但低浓度时电流效率较低。

２离子交换法处理含铜电镀废水

离子交换法是处理含铜废水的主要方法之一。而各种离子交换剂不断推陈出新。离子交换剂种类很多。络合剂对该方法处理含铜电镀废水的影响较小。

1）离子交换树脂

离子交换树脂除铜效果颇佳，树脂法处理含高浓度氨铜漂洗液已见报道；也有工厂采用弱酸性阳离子交换树脂处理酸性硫酸盐镀铜漂洗废水；有些企业用强碱性阴离子交换树脂处理焦磷酸盐镀铜废水，使部分水循环利用。另外鳌合树脂具有选择性好、吸附容量大、快速等优点，并且交换速度快。然而由于这些鳌合树脂价格昂贵，大多停留在试验阶段，较少在工业中大规模应用。

2）离子交换纤维

离子交换纤维是近年来发展较快的一种离子交换新材料，在重金属废水处理领域也有较大的发展。改性聚丙烯腈纤维对电镀废水中铜的吸附研究表明，含铜电镀废水经改性聚丙烯腈纤维吸附后，铜离子的含量显著低于国家排放标准。

３膜分离技术处理含铜电镀废水

膜法处理工业废水一般选用反渗透、超滤及二者的结合技术，膜法处理工业废水的关键是根据分离条件选择合适的膜。利用反渗透膜分离技术对含铜电镀废水的处理已见报道很多，该方法对含铜络合物的电镀废水处理效果也不错，有的已应用于工业，并与其它水处理技术连用取得很好的效果。