隨著冶金工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)生了大量的銅粉洗滌廢水、電鍍廢水和印刷電路板生產(chǎn)過程的堿氨蝕刻廢液,這些含銅廢水具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值,但對人及環(huán)境都有危害。相關(guān)研究表明,作為生命必須的有益元素,銅本身毒性較小,但人體吸入過量的銅后,就會刺激消化系統(tǒng),引起腹痛嘔吐,長期過量可造成肝硬化。銅對低等生物和農(nóng)作物毒性也較大,對魚類達(dá)0.1～0.2mg/L即可致死;對農(nóng)作物,銅是重金屬中毒性最高者,它以離子的形態(tài)固定于根部,影響?zhàn)B分吸收機(jī)能,使農(nóng)作物出現(xiàn)病害。土壤中含銅量20mg/kg時(shí),小麥會枯死;達(dá)到200mg/kg時(shí),水稻會枯死。用含銅廢水灌溉農(nóng)田,將使作物受害,大大影響農(nóng)作物的生長。氨蝕刻廢液中銅離子超標(biāo)14～16萬倍,對水、土均會產(chǎn)生嚴(yán)重污染。當(dāng)水中含銅0.01mg/L時(shí),水的生化耗氧過程會受到抑制,對水體自凈有明顯的影響;超過3.0mg/L時(shí)會產(chǎn)生異味。而且水體中的銅元素不能被微生物分解,相反生物體可使其富集,并把它轉(zhuǎn)化為毒性更大的重金屬有機(jī)化合物,很容易通過水系進(jìn)入人體。由于銅與人體中某些組織的親和力特別大,結(jié)合后會抑制酶的活性,從而對人體發(fā)生毒害作用。所以含銅廢水在排放前如能回收利用則不僅可解決銅對環(huán)境的染問題,而且節(jié)約資源,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前,比較系統(tǒng)的處理方法有化學(xué)法、物化法及生物法等。

　　2　化學(xué)法處理含銅廢水

　　目前國內(nèi)外對化學(xué)法處理含銅廢水研究較多,主要有化學(xué)沉淀法、置換法、電解法等。并且大多已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

　　化學(xué)沉淀法:主要分為石灰法和硫化物沉淀法等。石灰法是作為工業(yè)上處理含銅等重金屬離子酸性廢水應(yīng)用較廣的一種方法,其機(jī)理主要是往廢水中添加堿(一般是氫氧化鈣)提高其pH,使銅等重金屬離子生成難溶氫氧化物沉淀,從而降低廢水中銅離子含量而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其處理工藝為:重金屬酸性廢水※沉砂池石灰乳混合反應(yīng)池※沉淀池※凈化水※外排。硫化物沉淀法是利用添加Na2S、CaS和H2S等能與重金屬形成比較穩(wěn)定的硫化沉淀物的原理,從而達(dá)到去除重金屬的目的的一種方法。其工藝為:含銅廢水※硫化物沉淀處理※中和處理※排放。該法用于常規(guī)的中和沉淀法無法處理的銅絡(luò)合物的廢水。石灰法能除去廢水中大部分的銅等重金屬離子,且方法簡單,處理工藝成本低、處理效果好,但處理后的凈化水有較高的pH值及鈣硬度,凈化水有嚴(yán)重的結(jié)垢趨勢,必須采用合適的水質(zhì)穩(wěn)定措施進(jìn)行阻垢后才能實(shí)現(xiàn)回用,而且不適于處理印刷電路板生產(chǎn)過程中的含銅鉻合物廢水。硫化沉淀法簡單、高效,但由于要加入大量的化學(xué)藥劑,因此會存在二次污染。鐵氧體法:鐵氧體技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來的。在含銅廢水中加入過量的Fe2+,使Fe2+氧化成Fe3+,調(diào)節(jié)pH值7～9左右,使鐵離子和銅離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣或加入氧化劑攪拌并添加氫氧化物不斷反應(yīng),形成鐵氧體。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　典型工藝有間歇式和連續(xù)式。鐵氧體法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性高、易于固液分離和脫水,其處理設(shè)備簡單、投資少、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染,適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水的處理。處理后的廢水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),在國內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70℃),能耗較高,處理后鹽度高,該法不能用于處理含鉻合物廢水。在處理礦山含銅量較高廢水時(shí),通常還利用鐵屑置換廢水中的銅離子的方法,使銅離子還原為金屬銅而除去,以達(dá)到回收廢水中的銅,使排放的廢水Cu2+含量符合要求。

　　電解法:電解法作為一種較為成熟的水處理技術(shù),以往多用于處理含氰、含鉻的電鍍廢水,近年已廣泛應(yīng)用于處理印染廢水、制藥廢水、制革廢水、造紙黑液等。在對含銅廢水進(jìn)行電解時(shí),Cu2+向陰極遷移并在電極表面析出,從而達(dá)到有效降低體系中的Cu2的目的。電解法處理含銅廢水不僅在理論上較為成熟,而且平板電極電解槽流態(tài)化電解槽等處理裝置均在生產(chǎn)實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。針對含銅廢水處理過程中普通平板電極反應(yīng)速度較慢的缺點(diǎn),固定床、流化床、四級連續(xù)流動電化

　　學(xué)反應(yīng)器等設(shè)備相繼應(yīng)用。Hatfield等研究用碳纖維陰極豎流電解槽去除模擬廢水(pH為6,150mg/LCu2+)中的銅,銅的回收率超過99.9%。董曉雯等人研究了電解法從廢杜美絲(杜美絲用作電真空燈泡導(dǎo)體,基體為鎳鐵合金,外部為銅鍍層)中回收銅粉的工藝。電解液中加入三乙醇胺(TEA),[Cu(TEA)(OH)]+0.157mol/L,游離CTEA=0.648mol/L,pH=7.00,陰極電流密度14A/dm2,平均槽電壓為0.975V,溫度40℃,在基體金屬不受腐蝕的條件下制得的銅粉粒徑小于74μm的可達(dá)94%,陰極電流效率達(dá)91%,電耗900kW·h/t。采用萃取-反萃-電沉積工藝,用N235作為萃取劑,可將氰化廢液中的銅鋅等金屬富集到能電解的濃度。電解法具有設(shè)備化程度高的優(yōu)點(diǎn),適于處理含銅較高的廢水,對于低濃度含銅廢水的處理需要先行對銅進(jìn)行富集。