徐州一體化鍍銅廢水處理工程設計
電鍍是為改進金屬或非金屬表面性能,使用鉻、鋅、鎳、鎘、銅、銀等在鍍件的表面鍍一層金屬保護層,增強金屬制品的耐腐蝕性和美觀性。
酸性鍍銅廢水(以下簡稱“酸水”)主要來自雙氧水-硫酸體系微蝕液工藝產生的污水,是在線路板生產過程中,為了在銅層表面形成微觀粗糙表面,增強線路板與鍍銅層的結合力,對線路板進行微蝕前處理產生的污水。其產生的酸水具有含酸量高、水量大的特點,同時含有大量的銅離子。
隨著循環蒸發的不斷進行,母液中的鹽分和COD不斷累積增加,COD的累積增加會導致蒸發系統的結晶鹽顆粒越來越小、蒸發過程產生大量泡沫、二次蒸汽凝液不符合回用水水質標準,進而使蒸發系統不穩定,此時的母液需要開流出來單獨處理。母液后續單獨處理存在藥劑消耗大、溶解性鹽分較高、可生化性差的特點。
通過將母液與堿水和酸水行混合,利用母液中的鐵離子和酸水中的雙氧水形成芬頓反應,以及鐵離子的絡合能力對金屬離子的吸附,可將堿水中殘留的異丙醇和乙醇等有機質氧化,同時通過調整混合廢水的反應停留時間和pH值,可有效地降低混合廢水的COD和鹽分,并可將混合廢水中的銅鹽沉淀出來進行回收。
隨著循環蒸發的不斷進行,母液中的鹽分和COD不斷累積增加,COD的累積增加會導致蒸發系統的結晶鹽顆粒越來越小、蒸發過程產生大量泡沫、二次蒸汽凝液不符合回用水水質標準,進而使蒸發系統不穩定,此時的母液需要開流出來單獨處理。母液后續單獨處理存在藥劑消耗大、溶解性鹽分較高、可生化性差的特點。
通過將母液與堿水和酸水行混合,利用母液中的鐵離子和酸水中的雙氧水形成芬頓反應,以及鐵離子的絡合能力對金屬離子的吸附,可將堿水中殘留的異丙醇和乙醇等有機質氧化,同時通過調整混合廢水的反應停留時間和pH值,可有效地降低混合廢水的COD和鹽分,并可將混合廢水中的銅鹽沉淀出來進行回收。
2、硫化物沉淀法
硫化物沉淀法在電鍍含銅廢水處理設備和處理工藝上具有較大優勢,它是利用添加硫化物如硫化鈉,與銅離子生成比較穩定的硫化物沉淀,從而達到去除銅離子的目的。
硫化物沉淀法處理電鍍含銅廢水,可以解決一些弱絡合態重金屬不達標的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應的pH值范圍較寬,硫化物還能沉淀部分銅離子絡合物。然而硫化物沉淀法也存在著一些問題,由于硫化物沉淀細小,不易沉降,限制了它的應用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沉淀,會溶解部分硫化物沉淀。
整體來看兩種化學沉淀法,具有處理工藝成熟,藥劑來源廣泛、簡單易得,但是需要加入大量的化學藥劑,以產生大量的二次污染。
3、高效組合兩級沉淀法
我們對電鍍含銅廢水處理的研究也不斷地深入,通過實驗及工程實踐發現,以破絡+重金屬捕捉+混凝高效組合二級沉淀法來處理電鍍含銅廢水具有明顯優勢。對此,研發了破絡劑、高效重捕劑,通過加入破絡劑破壞金屬絡合物,形成游離態金屬,然后,再加入重捕劑,一種能與金屬銅離子強力螯合的化工藥劑,生成不溶性螯合鹽而沉淀,使銅離子被去除。
這種方法處理電鍍含銅廢水可以有效幫助企業解決破絡不的問題,而且,投加的高效重捕劑也基本不受重金屬離子濃度高低的影響,其的絮凝和網捕作用,對沉淀速度和金屬去除率都有顯著提高,使企業廢水長期穩定的達到排放。
在說含銅廢水處理技術之前,我們來介紹下含銅廢水的來源:
化工,印染,電鍍,有色冶煉,有色金屬礦山開采,電子材料漂洗廢水,染料生產等過程中常產生含有大量銅離子的廢水,按銅離子的價態有二價態銅離子和一價態銅離子;按存在的形式有游離銅(Cu2+)和絡合銅(如銅氰配離子[Cu(CN)3]2-、銅氨絡合[Cu(NH3)42+]等)。
在染料、電鍍等行業含銅廢水中,銅離子往往以絡合形態存在,如銅氰配離子[Cu(CN)2]-、[Cu(CN)3]2-、[Cu(CN)4]3-一般認為廢水中銅氰配離子主要以[Cu(CN)3]2-存在。銅氯配離子被分解為Cu+和Cl-一價銅離子在水溶液中會自發地發生歧化反應,成為二價銅離子。以酸性鍍銅廢水為例,廢水中主要存在Cu2+、H+、Fe2+、Fe3+等陽離子和S042-C1-等陰離子。氰化鍍銅漂洗廢水中含游離氰根離子300~450mg/L含一價銅離子400~550mg/L。
含銅廢水的成分:由于廢水產生的過程不同,含銅廢水中銅離子的存在狀態、質量濃度以及廢水中的成份也不相同,其差異較大。電鍍生產過程產生的含銅廢水中的污染物,如硫酸銅、硫酸、焦磷酸銅等,其質量濃度在100mg/L及50mg/L以下;電路板生產過程產生的含銅廢水有含銅蝕刻液與洗滌廢水等,其質量濃度在130-150mg/L及20mg/L以下;染料生產含銅廢水的質量濃度為1291mg/L;銅礦山含銅廢水,其質量濃度在幾十至幾百毫克每升。
目前,對于含銅電鍍廢水的處理主要采用化學法、離子交換法、膜分離法、吸附法、生物法等。
徐州一體化鍍銅廢水處理工程設計
一、中和沉淀法
目前國內常采用化學中和法、混凝沉淀法處理含銅綜合電鍍廢水,在對廢水中的酸、堿進行中和的同時,銅離子形成氫氧化銅沉淀,然后再經固液分離裝置去除沉淀物。
單一含銅廢水在pH值為6.92時,就能使銅離子沉淀去除而達標,一般電鍍廢水中的銅與鐵共存時,控制pH值在8~9,也能使其達到排放標準。然而對既含銅又含其它重金屬及絡合物的混合電鍍廢水,銅的去除效果不好,往往達不到排放標準,主要是因為此方法的處理實質是調節廢水pH值,而各種金屬沉淀的pH值不同,使得去除效果不好;再者如果廢水中含有氰、銨等絡合離子,與銅離子形成絡合物,銅離子不易離解,使得銅離子不能達標排放。特別是對含有氰的含銅混合廢水經處理后,銅離子的濃度和CN-的濃度幾乎成正比,只要廢水中的CN-存在,出水中的銅離子濃度就不會達標。這就使得利用中和沉淀法處理含銅混合廢水的出水效果不好,特別是對于銅的去除效果不佳。
二、硫化物沉淀法
硫化物沉淀法處理含銅廢水具有很大的優勢,可以解決一些弱絡合態重金屬不達標的問題,硫化銅的溶解度比氫氧化銅的溶解度低得多,而且反應的pH值范圍較寬,硫化物還能沉淀部分銅離子絡合物,所以不需要分流處理。然而,由于硫化物沉淀細小,不易沉降,限制了它的應用,另外氰根離子的存在影響硫化物的沉淀,會溶解部分硫化物沉淀。
三、電化學法
電化學方法處理含銅廢水具有高效、可自動控制、污泥量少等優點,且處理含銅電鍍廢水能直接回收金屬銅,處理時對廢水含銅濃度的范圍適應較廣,尤其對濃度較高(銅的質量濃度大于1g/L時)的廢水有一定的經濟效益,但低濃度時電流效率較低。
離子交換法處理含銅電鍍廢水
離子交換法是處理含銅廢水的主要方法之一。而各種離子交換劑不斷推陳出新。離子交換劑種類很多。絡合劑對該方法處理含銅電鍍廢水的影響較小。