申请日2013.05.20
公开(公告)日2013.09.11
IPC分类号C02F1/461; C02F1/467; C02F1/463
摘要
本发明公开了一种利用铁炭微电解技术处理含铜废水的方法，包括如下步骤：(1)调节含铜废水的pH值为1～8;(2)在废水中加入铁、炭和硅藻土，其中，Fe/C的质量比为0.5～6，Fe/硅藻土的质量比为20～5，炭颗粒6～80目，反应时间为10～120min;(3)反应结束后进行离心处理，离心时间5～15min。本发明的优点为在铁、炭填料中增加硅藻土，从而降低铁炭填料的堵塞程度、提高微电解效率，使得废水中铜离子去除率达到94%以上;另外，铁、炭之间自发形成原电池，不需要额外能耗;本发明使用的设备简单，占地面积小，操作方便，产生的污泥量少，对环境无二次污染。
权利要求书
1.一种利用铁炭微电解技术处理含铜废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)调节含铜废水的的pH值为1～8;
(2)在废水中加入铁、炭和硅藻土，其中，Fe/C的质量比为0.5～6，Fe/硅藻土 的质量比为20～5，炭颗粒6～80目，反应时间为10～120min;
(3)反应结束后进行离心处理，离心时间5～15min。
2.根据权利要求1所述的处理含铜废水的方法，其特征在于：步骤(1)中，含铜 废水的的pH值为2～6。
3.根据权利要求1所述的处理含铜废水的方法，其特征在于：步骤(2)中，铁的 投加量为20～200g/L。
4.根据权利要求1所述的处理含铜废水的方法，其特征在于：步骤(2)中，Fe/C 的质量比为1～4，Fe/硅藻土的质量比为15～8，炭颗粒10～50目。
5.根据权利要求1所述的处理含铜废水的方法，其特征在于：步骤(2)中，反应 时间为35～80min。
6.根据权利要求1所述的处理含铜废水的方法，其特征在于：步骤(3)中，离心 时间为8～12min。
说明书
一种利用铁炭微电解技术处理含铜废水的方法
技术领域
本发明涉及一种含铜废水的处理方法，尤其涉及一种利用铁炭微电解技术处 理含铜废水的方法。
背景技术
随着冶金工业和电子工业的发展，产生了大量的铜粉洗涤废水、电镀废水和 印刷电路板生产过程的碱氨蚀刻废液，这些含铜废水具有较高经济价值，但对人 及环境都有危害。相关研究表明，作为生命必须的有益元素，铜本身毒性较小， 但人体吸人过量的铜后，就会刺激消化系统，引起腹痛呕吐，长期过量可造成肝 硬化。铜对低等生物和农作物毒性也较大，用含铜废水灌溉农田，将使作物受害， 大大影响农作物的生长。当水中含铜0.01mg/L时，水的生化耗氧过程会受到抑制， 对水体自净有明显的影响;超过3.0mg/L时会产生异味。而且水体中的铜元素不 能被微生物分解，相反生物体可使其富集，并把它转化为毒性更大的重金属有机 化合物，很容易通过水系进人人体。由于铜与人体中某些组织的亲和力特别大， 结合后会抑制酶的活性，从而对人体发生毒害作用。所以含铜废水在排放前如能 回收利用则不仅可解决铜对环境的污染问题，而且节约资源，具有一定的经济效 益。
目前处理含铜废水的方法有化学还原-沉淀法、吸附法、膜分离法等。传统 的化学还原-沉淀法需投加化学药剂，存在严重的二次污染问题，同时该方法只 能将铜离子废水处理到一定程度，无法深度去离子，一般需要和后续工艺结合; 吸附法需选择合适的吸附剂，一般只用于处理痕量的低浓度废水，且以上两种方 法均存在铜离子回收利用困难的问题;膜分离法有电渗析、反渗透和电去离子等， 但此法对膜的要求高，成本高不经济。这些方法虽有一定的成效，但存在着工艺 复杂、投资费用高、无法深度分离等问题，这在很大程度上限制了其在实际中的 应用。另外还有微电解法，但是其主要存在的问题是铁炭填料板结严重，造成填 料堵塞，被堵塞的填料无法形成微原电池，即铁炭填料的利用率降低。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种填料不易堵塞、铜离子去除率高、不消 耗电能且经济环保的处理含铜废水的方法。
技术方案：本发明涉及的一种利用铁炭微电解技术处理含铜废水的方法，包 括如下步骤：
(1)调节含铜废水的的pH值为1～8;
(2)在废水中加入铁、炭和硅藻土，其中，Fe/C的质量比为0.5～6，Fe/ 硅藻土的质量比为20～5，炭颗粒6～80目，反应时间为10～120min;
(3)反应结束后进行离心处理，离心时间5～15min。
其中，步骤(1)中，含铜废水 的的pH值为2～6。步骤(2)中，铁的投加 量为20～200g/L。Fe/C的质量比为1～4，Fe/硅藻土的质量比为15～8，炭颗粒 10～50目，铁屑来自工厂废弃的刨铁花。反应时间为35～80min。步骤(3)中， 离心时间为8～12min。
反应机理：微电解池中以铁屑和炭为填料，在铁和炭之间形成无数个微小原 电池，形成多种电化学反应，通过还原氧化、铁离子絮凝和吸附作用实现对废水 处理，降低废水中二价铜的含量;硅藻土是一种吸附能力较高的添加剂，该添加 剂能吸附微电解过程中产生的氢氧化铁吸附絮体，使得这些氢氧化铁吸附絮体形 成尺寸较大、比表面积高的吸附絮体，这些吸附絮体从铁炭填料表面脱离，团聚 在硅藻土表面，这一定程度上降低了铁炭微电解的板结问题，然后通过这些絮体 吸附金属铜离子。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为在铁、炭填料中增加硅藻 土，从而降低铁炭填料的堵塞程度、提高微电解效率，使得废水中铜离子去除率 达到94%以上;另外，铁、炭之间自发形成原电池，不需要额外能耗;本发明使 用的设备简单，占地面积小，操作方便，产生的污泥量少，对环境无二次污染。
具体实施方式：
实施例1：废水中Cu2+含量100mg/L，调节废水pH值为6，Fe的投加量为 30g/L,Fe/C质量比为4，炭颗粒50目，Fe/硅藻土质量比为15，反应时间80min， 反应结束后离心12min，然后测定吸光度，得到Cu2+的去除率为96%。
实施例2：废水中Cu2+含量100mg/L，调节废水pH值为8，Fe的投加量为 100g/L,Fe/C质量比为6，炭颗粒80目，Fe/硅藻土质量比为20，反应时间120min， 反应结束后离心8min，然后测定吸光度，得到Cu2+的去除率为95.5%。
实施例3：废水中Cu2+含量100mg/L，调节废水pH值为4，Fe的投加量为 80g/L,Fe/C质量比为3，炭颗粒30目，Fe/硅藻土质量比为8，反应时间10min，反 应结束后离心5min，然后测定吸光度，得到Cu2+的去除率为96.5%。
实施例4：废水中Cu2+含量100mg/L，调节废水pH值为2，Fe的投加量为 60g/L,Fe/C质量比为1，炭颗粒10目，Fe/硅藻土质量比为10，反应时间60min， 反应结束后离心15min，然后测定吸光度，得到Cu2+的去除率为97%。
实施例5：废水中Cu2+含量100mg/L，调节废水pH值为1，Fe的投加量为 200g/L,Fe/C质量比为0.5，炭颗粒6目，Fe/硅藻土质量比为5，反应时间35min， 反应结束后离心10min，然后测定吸光度，得到Cu2+的去除率为99.02%。