申请日2009.01.09
公开(公告)日2010.07.14
IPC分类号C02F9/10; C02F1/461; C02F1/58; C02F1/62; C02F101/20; C02F11/12; C02F1/20; C02F1/66; C02F1/04
摘要
本发明涉及一种中、低浓度含铜污水的处理方法，是通过以下步骤实现的：污水中废酸的回收;电解回收铜泥;中和沉淀去除少量铜离子;三硫代重金属离子捕捉剂捕捉剩余铜离子;本发明的有益效果是：可将铜浓度在20g/L以下，CODCr浓度在10000～20000mg/L以上的工业含铜污水通过处理降至铜离子浓度0.50mg/L以下，CODCr去除30.0%以上，减少铜对后续生化处理的毒性，配合后续生化处理去除CODCr，实现废水的达标排放。对于同时含有较多废酸的含铜污水，可回收大部分的酸，最大限度的降低中和用碱量。同时，将污水中的绝大部分铜以单质铜泥形式直接回收，可创造大量的经济效益。
权利要求书
1.一种中、低浓度含铜污水的处理方法，是通过以下步骤实现的：
(1)、污水中废酸的回收;
(2)、电解回收铜泥;
(3)、中和沉淀去除少量铜离子;
(4)、三硫代重金属离子捕捉剂捕捉剩余铜离子。
2.根据权利要求1所述的中、低浓度含铜污水的处理方法，其中在步骤(1)中：对于以盐酸为主的污水，采用投加少量以氯化钙为主要成份的破沸剂;所述的破沸剂的主要成份为30～50%的氯化钙溶液，破沸剂投加量按氯化氢浓度的5.0～10.0%(W/W)投加，在破除氯化氢与水的共沸后再进行分离;同时含有硫酸和盐酸的污水，氯化钙投加量除包括起破沸作用的剂量外，同时还应按硫酸根浓度再投加等摩尔浓度的氯化钙;先将污水中的硫酸根离子用氯根替代，硫酸根离子以硫酸钙形式沉淀，再通过管式过滤器将硫酸钙从污水中分离出来，分离硫酸根后的污水再进行常压分馏分离，以分离出污水中的大部分氯化氢;
在步骤(2)中：整个电解装置由耐腐蚀电解槽体、电极组、导电铜排、氯气收集装置及整流电源构成;其中电极组由改性石墨的阳极、铅锑合金的阴极按3.0～8.0cm的距离等间距排列组成，在2.0～4.5V槽边电压、500.00～800.00A/m2电流密度的条件下，将含铜污水电解1.0～2.0小时，将污水中的铜离子以铜泥形式分离出来;电解后的铜泥与污水一同进入泥水分离装置，分离后的污水进入后续处理工艺，干铜泥饼进行堆放干化后外销;
在步骤(3)中：利用含量为20.0～35.0%的碱液将污水中的铜离子以氢氧化铜沉淀形式进行分离;同时将污水pH值调整至中性，沉淀污泥送浓缩池浓缩后进行脱水处理。
说明书
中、低浓度含铜污水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业污水的处理方法，主要是针对工业生产中产生的中、低浓度含铜污水的处理方法。
背景技术
含铜污水是对环境污染较严重和对人类危害较大的一类工业污水。含有铜离子的污水排放于水体中，能在鱼类及其它水生物体内以及农作物组织内累积富集，通过饮水和食物链的作用，对人类产生更广泛和更严重的危害。我国目前采用的排放标准是《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，该标准根据污水排放水域的不同将铜离子排放标准分为三级：一级标准总铜排放浓度小于或等于0.50mg/L，二级标准总铜排放浓度小于或等于1.00mg/L，三级标准总铜排放浓度小于或等于2.00mg/L。同时，相关的行业污水排放标准中对铜离子的排放也都有相当严格的要求。
根据污水中铜离子浓度的高低、化合物及其组份不同以及有机物浓度及组份的不同，工程上常用的含铜污水处理方法可分为两类：
第一类：使污水中呈溶解状态的铜离子转变为不溶的铜化合物，经沉淀或气浮等方法进行去除。具体方法有中和法、硫化法、离子交换法、铁氧体法、电沉积法等;
第二类：将污水中的铜离子在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。
在实际工程应用中，由于含铜污水一般具有成份复杂的特点，基本上优先采用第一类处理工艺。目前大多数的含铜污水处理工艺，只注意污水本身的处理，而忽视了污水中有用物质的回收利用，这是目前含铜污水处理中存在的最突出、最严重的问题。
电解法在高浓度含铜污水中的应用较广泛，主要由于对于中、低浓度含铜污水(铜离子浓度小于20g/L)，由于电极板的选择问题，造成电解的电流效率较低，大量电流消耗于无用功的作用。对于中、低浓度的含铜污水(铜离子浓度于20g/L)，通过选择不同的阴、阳电极组合，可将电解槽边电压降至2.50V以下，电流效率提升至60.0%以上。基本上可以将污水中的铜离子浓度降至150.00mg/L以下，同时将污水中的铜离子以铜泥的形式进行回收。
中和沉淀法适用于较低浓度的含铜污水(100.00mg/L左右)，通过向污水中投加适量的碱，以形成氢氧化铜沉淀，从而将铜离子从污水中分离出来。但由于污水中的铜离子大多是以络合物形式存在，造成单纯的中和沉淀工艺实际投碱量远大于理论投加量，且很难直接将铜离子浓度处理至排放标准，而且工艺受水质变化影响较大。通过中和沉淀与重金属离子捕捉剂联合应用的方式，可将污水中的铜离子直接控制在0.10mg/L以下，且完全不受污水中铜离子的组成形态及水质变化影响。
现有技术中，中国专利公开号CN1904142公开了一种蚀刻废液或低含铜废水的提铜方法，该方法主要针对电路板印刷中产生的蚀刻废液，首先将蚀刻废液通过羟酮肟和羟醛肟复配的铜萃取剂将铜萃取至萃取液中，再将其利用稀硫酸反萃取为高含铜量的电解液，再通过电解法将铜电解出。此方法适用范围较小，仅针对污染物成份较单一的蚀刻废液，对于化工生产中含有大量有机物杂质及盐份的废水显然是不适用的。而且工艺复杂，其中涉及了萃取、反萃取过程及电解过程，不仅成本较高，且会造成处理后母液的二次污染问题。从本质上讲也是将中、低浓度含铜污水浓缩为高浓度的电解液后再进行电解操作。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种中、低浓度含铜污水的处理方法，旨在解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
污水中废酸的回收;
电解回收铜泥;
中和沉淀去除少量铜离子;
三硫代重金属离子捕捉剂捕捉剩余铜离子。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可将铜浓度在20g/L以下，CODCr浓度在10000～20000mg/L以上的工业含铜污水通过处理降至铜离子浓度0.50mg/L以下，CODCr去除30.0%以上，减少铜对后续生化处理的毒性，配合后续生化处理去除CODCr，实现废水的达标排放。对于同时含有较多废酸的含铜污水，可回收大部分的酸，最大限度的降低中和用碱量。同时，将污水中的绝大部分铜以单质铜泥形式直接回收，可创造大量的经济效益。