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徐州一体化镀铜废水处理工程设计

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  • 更新时间:2024-03-25

简要描述:徐州一体化镀铜废水处理工程设计硫化物沉淀法处理电镀含铜废水,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。然而硫化物沉淀法也存在着一些问题,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。

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徐州一体化镀铜废水处理工程设计

电镀是为改进金属或非金属表面性能,使用铬、锌、镍、镉、铜、银等在镀件的表面镀一层金属保护层,增强金属制品的耐腐蚀性和美观性。

酸性镀铜废水(以下简称“酸水")主要来自双氧水-硫酸体系微蚀液工艺产生的污水,是在线路板生产过程中,为了在铜层表面形成微观粗糙表面,增强线路板与镀铜层的结合力,对线路板进行微蚀前处理产生的污水。其产生的酸水具有含酸量高、水量大的特点,同时含有大量的铜离子。

随着循环蒸发的不断进行,母液中的盐分和COD不断累积增加,COD的累积增加会导致蒸发系统的结晶盐颗粒越来越小、蒸发过程产生大量泡沫、二次蒸汽凝液不符合回用水水质标准,进而使蒸发系统不稳定,此时的母液需要开流出来单独处理。母液后续单独处理存在药剂消耗大、溶解性盐分较高、可生化性差的特点。

通过将母液与碱水和酸水先进行混合,利用母液中的铁离子和酸水中的双氧水形成芬顿反应,以及铁离子的络合能力对金属离子的吸附,可将碱水中残留的异丙醇和乙醇等有机质氧化,同时通过调整混合废水的反应停留时间和pH值,可有效地降低混合废水的COD和盐分,并可将混合废水中的铜盐沉淀出来进行回收。

随着循环蒸发的不断进行,母液中的盐分和COD不断累积增加,COD的累积增加会导致蒸发系统的结晶盐颗粒越来越小、蒸发过程产生大量泡沫、二次蒸汽凝液不符合回用水水质标准,进而使蒸发系统不稳定,此时的母液需要开流出来单独处理。母液后续单独处理存在药剂消耗大、溶解性盐分较高、可生化性差的特点。

通过将母液与碱水和酸水先进行混合,利用母液中的铁离子和酸水中的双氧水形成芬顿反应,以及铁离子的络合能力对金属离子的吸附,可将碱水中残留的异丙醇和乙醇等有机质氧化,同时通过调整混合废水的反应停留时间和pH值,可有效地降低混合废水的COD和盐分,并可将混合废水中的铜盐沉淀出来进行回收。

2、硫化物沉淀法

硫化物沉淀法在电镀含铜废水处理设备和处理工艺上具有较大优势,它是利用添加硫化物如硫化钠,与铜离子生成比较稳定的硫化物沉淀,从而达到去除铜离子的目的。

硫化物沉淀法处理电镀含铜废水,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。然而硫化物沉淀法也存在着一些问题,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。

整体来看两种化学沉淀法,具有处理工艺成熟,药剂来源广泛、简单易得,但是需要加入大量的化学药剂,以产生大量的二次污染。

3、高效组合两级沉淀法

我们对电镀含铜废水处理的研究也不断地深入,通过实验及工程实践发现,以破络+重金属捕捉+混凝高效组合二级沉淀法来处理电镀含铜废水具有明显优势。对此,研发了破络剂、高效重捕剂,通过加入破络剂破坏金属络合物,形成游离态金属,然后,再加入重捕剂,一种能与金属铜离子强力螯合的化工药剂,生成不溶性螯合盐而沉淀,使铜离子被去除。

这种方法处理电镀含铜废水可以有效帮助企业解决破络不的问题,而且,投加的高效重捕剂也基本不受重金属离子浓度高低的影响,其的絮凝和网捕作用,对沉淀速度和金属去除率都有显著提高,使企业废水长期稳定的达到排放。

在说含铜废水处理技术之前,我们来介绍下含铜废水的来源:

化工,印染,电镀,有色冶炼,有色金属矿山开采,电子材料漂洗废水,染料生产等过程中常产生含有大量铜离子的废水,按铜离子的价态有二价态铜离子和一价态铜离子;按存在的形式有游离铜(Cu2+)和络合铜(如铜氰配离子[Cu(CN)3]2-、铜氨络合[Cu(NH3)42+]等)。

在染料、电镀等行业含铜废水中,铜离子往往以络合形态存在,如铜氰配离子[Cu(CN)2]-、[Cu(CN)3]2-、[Cu(CN)4]3-一般认为废水中铜氰配离子主要以[Cu(CN)3]2-存在。铜氯配离子被分解为Cu+和Cl-一价铜离子在水溶液中会自发地发生歧化反应,成为二价铜离子。以酸性镀铜废水为例,废水中主要存在Cu2+、H+、Fe2+、Fe3+等阳离子和S042-C1-等阴离子。氰化镀铜漂洗废水中含游离氰根离子300~450mg/L含一价铜离子400~550mg/L。

含铜废水的成分:由于废水产生的过程不同,含铜废水中铜离子的存在状态、质量浓度以及废水中的成份也不相同,其差异较大。电镀生产过程产生的含铜废水中的污染物,如硫酸铜、硫酸、焦磷酸铜等,其质量浓度在100mg/L及50mg/L以下;电路板生产过程产生的含铜废水有含铜蚀刻液与洗涤废水等,其质量浓度在130-150mg/L及20mg/L以下;染料生产含铜废水的质量浓度为1291mg/L;铜矿山含铜废水,其质量浓度在几十至几百毫克每升。

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。

徐州一体化镀铜废水处理工程设计

一、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。

二、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。

三、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。

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。


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