前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的含铜电镀废水综合治理工艺探究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
[摘要]采用综合治理技术对高含铜量电镀废水及蒸发废水进行试验研究，分析不同废水的混合比例、反应停留时间以及pH调节值对COD去除率和铜回收率的影响。结果表明，最佳蒸发废水/碱性废水/酸性废水为1︰1︰0.5、pH调节值控制为6、反应停留时间控制为40min时，溶液中COD去除率为33.7%，铜回收率达99.8%。该技术既降低了废水中的COD，又回收了其中的铜，为后续生化处理奠定了良好的基础。
[关键词]COD；电镀废水；蒸发废水；铜回收；废水处理
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[1]。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[2-3]，同时含有大量的铜离子。酸水单独处理通常采用“加碱中和+除重金属+蒸发除盐”处理工艺[4]。处理过程中需要加入大量的化学药剂，处理成本较高，且无法回收利用其中的铜盐，造成资源的浪费。碱性镀铜废水(以下简称“碱水”)主要来源于金属镀件的去油、碱洗等处理工艺后的清洗水，主要含有异丙醇、乙醇等溶剂，也含有Cu2+、NH4+等。碱水单独处理通常采用“芬顿氧化+除重金属”工艺。处理过程需要消耗大量的化学药剂，且处理后废水重金属及盐分较高，难以生化。蒸发废水(以下简称“母液”)的来源是电镀含盐废水经过蒸发浓缩处理后产生的浓缩液，具有高COD和高溶解性盐分的特点，同时也含有高浓度的氯离子或氟离子，具有很强的腐蚀性和结垢性，对微生物还有抑制和毒害作用[5]。因此，常在进行预处理之后采用“冷却结晶+板框压滤”处理工艺，分离出盐泥后的母液返回前端继续蒸发。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。本研究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，可有效的降低混合废水的COD和盐分，并可将混合废水中的铜盐沉淀出来进行回收。
1治理工艺与研究方法
1.1试验方法。按图1所示工艺装置，蒸发结晶后的母液先进入反应罐1，调整反应罐1的pH值，待混合溶液由深绿色变成草绿色，并生成绿色铜盐沉淀后，往反应罐1中加入一定比例的碱水，停留一段时间后，对混合溶液进行抽滤，抽滤掉盐泥后的废水进入反应罐2中，往反应罐2中加入酸水进行中和反应，同时调节其pH值，停留一段时间，待抽滤废水与酸水反应生成绿色沉淀后进行抽滤，抽滤分离出盐泥后的废水再进入反应罐罐3中，往反应罐3的废水中加入1%稀硫酸进行深度氧化，中和掉多余的OH-。中和后的废水可以返回蒸发浓缩工段进行脱盐处理，蒸发后的冷凝水可达到生化处理的标准。
1.2废水来源与水质。以某危险废弃物处理公司进厂实验废水为样本。该厂进行处理的外接入厂废水有酸性镀铜废水、碱性镀铜废水，同时本厂废水处理单元还有蒸发后的高浓度COD废水。外接入厂废水为该工业园区电镀厂的蚀刻废液经电解处理后的废水，属于高盐分、高酸碱度和高含铜量的废水。酸性镀铜废水、碱性镀铜废水以及蒸发废水的入厂水质化验标准如表1~3所示：
1.3仪器与试剂。仪器：COD消解仪(CR-25)，深圳市巨杰仪器设备有限公司；自动凯式定氮仪(K9840)，山东海能科学仪器有限公司；离子色谱(ECOIC)，瑞士万通中国有限公司；ICP(7200系列)，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；原子吸收分光光度计(Z-2000系列偏振塞曼)，日立仪器(苏州)有限公司；循环水式多用真空泵(SHZ-D(Ⅲ))，巩义市英峪高科仪器厂；电热恒温水浴锅(DK-98-ⅡA)，天津泰斯特；可见分光光度计(SP-723P型)，上海光谱仪器有限公司；pH计(PHS-3C)，上海仪电科学仪器股份有限公司；电子天平(BSA224S)，赛多利斯(上海)贸易有限公司；氟离子计(PXSJ-226)，上海仪电科学仪器股份有限公司；纯水仪(H2O-I-1-UV-T)，赛多利斯(上海)贸易有限公司。试剂：硫酸(98%，质量分数)，重铬酸钾，NaCO3(分析纯)，NaHCO3(分析纯)，吡啶二羧酸(分析纯)，NaOH(35%，质量分数)，溴甲酚绿-甲基红(分析纯)，硼酸(分析纯)，HNO3(优级纯)，HCl(优级纯)，以上药品均来自国药集团化学试剂有限公司。
2结果与讨论
本试验对含铜电镀废水及蒸发废水的综合治理工艺进行研究，分析不同废水的混合比例、反应停留时间以及pH调节值对废水溶液COD的去除率和铜的回收率的影响。所采用的工艺流程如图1所示。取一定量的母液加入反应罐1中，混入不同比例的碱水，调节pH值为7，控制反应停留时间为60min，分析不同母液/废水混合比对COD去除率和铜回收率的影响，其结果如图2所示。由图2可知，随着母液/碱水混合比的增加，COD的去除率先逐渐上升，混合比至1/1后再逐渐下降，铜回收率先上升，至1/1后趋于平衡。因此，设定母液/碱水混合比为1/1，pH值调节为7，分析反应罐1中不同的反应停留时间对COD去除率和铜回收率的影响，其结果如图3所示，反应时间为40min时，随着反应时间的增加，COD去除率和铜回收率不再增加。因此，反应罐1的最佳停留时间为40min。在母液/碱水比为1/1、反应停留时间为40min时，调节不同的pH值，COD去除率和铜回收率的影响如图4所示，pH值为6时，COD去除率和铜回收率最大，此时COD去除率为17.6%，铜回收率为97.8%。反应罐1混合后的废水，经抽滤机过滤沉淀出的铜盐泥后，剩余的抽滤废水进入反应罐2。在反应罐2中，调节pH值为5，控制反应停留时间为60min，分析不同抽滤废水/酸水混合比对COD去除率和铜回收率的影响，其结果如图5所示。由图5可知，随着抽滤废水/酸水混合比的增加，COD去除率和铜回收率先逐渐上升，混合比至1/0.5后再逐渐下降。设定抽滤废水/酸水混合比为1/0.5，pH值为5，分析反应罐2中不同的反应停留时间对COD去除率和铜回收率的影响，其结果如图6所示，反应时间为40min时，随着反应时间的增加，COD去除率和铜回收率不再增加。因此，反应罐2的最佳停留时间为40min。在抽滤废水/酸水比为1/0.5、反应停留时间为40min时，调节不同的pH值，COD去除率和铜回收率的影响如图7所示，pH值为6时，COD去除率和铜回收率最大，此时COD去除率为33.7%，铜回收率为98.8%。反应罐2混合抽滤后的废水进入反应罐3。此时，废水已经呈现草绿色澄清溶液，原母液易导致结垢的结晶盐和易导致泡沫的有机质已经去除，在反应罐3中，通过滴加1%稀硫酸进行pH调节，溶液由深绿色变成浅绿色，此时的废水水质已达到蒸发处理的要求，混合废水进入蒸发单元进行下一步处理，以达到生化处理的要求。
3结论
采用综合治理技术对某危险废弃物处理公司厂外接收含铜电镀废水以及厂内蒸发废水进行试验研究，分析了不同废水的混合比例、反应停留时间以及pH调节值对COD去除率和铜回收率的影响：(1)通过试验分析：最佳的蒸发废水/碱性废水/酸性废水为1︰1︰0.5、pH调节值为6、反应停留时间为40min，此时的COD去除率和铜回收率达到最大。(2)通过综合处理，混合废水的COD去除率可达33.7%。处理后的废水可满足生化废水处理进水水质的要求。(3)废水中铜回收率达99.8%，极大降低了废水中各种无机盐成分和重金属离子含量，显著地改善了后续生化工艺效果，可以满足排放要求。该技术既降低了废水中的COD，又回收了其中的铜，为后续生化处理奠定了良好的基础。
作者:谭俊 单位:深圳市前海东江环保科技服务有限公司
