络合铜电镀废水的处理研究

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本文考察了络合铜电镀废水的处理工艺及其工程可行性分析。根据络合铜性质,实验分有机和无机两部分进行。有机络合铜部分主要考察了还原铁粉、Fenton氧化及铁粉-Fenton对有机络合铜的去除效率及主要影响因素,分析探讨了铁粉-Fenton去除有机络合铜的机理;无机络合铜部分主要考察了还原铁粉、纳米级零价铁(Fe0)和重金属捕集剂(DTCR)对无机络合铜的去除效率及其主要影响因素,并针对几种处理方法进行了工程应用的可行性分析。结果表明:1.铁粉-Fenton处理有机络合铜的最佳反应条件为:pH=3,H2O2投加量控制在H2O2:COD=1.5:1,反应稳定时间为30分钟;还原铁粉颗粒的直径约小,比表面积越大,对反应越有利。2.铁粉-Fenton对无机络合铜的去除效果不大,可见其主要途径包括:铁腐蚀产生原子H,H和废水中的部分Cu(以游离态为主)发生氧化还原反应;进入废水的Fe2+和投加的H2O2组成了Fenton试剂,氧化废水中的络合铜。此外,铁粉和Fe(Ⅱ)也会对Cu(Ⅱ)直接还原去除,产物为Cu0和Fe(Ⅲ)的共沉物,覆盖在还原铁粉的表面形成钝化层,阻止反应的进行。3.对比铁粉-Fenton对有机络合铜和无机络合铜的处理结果:Fenton试剂是通过氧化络合铜中的有机根部分,释放出铜离子;而非打破络合键,游离出铜离子。所以铁粉-Fenton这种方法只适用于有机络合铜的处理。4.纳米级Fe0处理无机络合铜实验中,去除效率随Fe0用量的提高而增大,pH值越低越有利于反应的进行。纳米级Fe0具有较大的比表面积(12.4 m2/g),反应速率很快:其它反应条件相同的情况下,去除效率约为还原铁粉的2-3倍。但是纳米级Fe0极易被氧化,难以保存,且制备成本较高。5.重金属捕集剂可以有效地去除废水中的络合铜,并且可同时有效去除废水中的多种混合重金属离子。6.工程可行性分析:铁粉还原法处理成本较低,但不能实现被污染水体的达标排放;铁粉-Fenton氧化处理技术在有机络合铜废水处理中表现出了很好的处理效果,能在短时间内达到很高的处理效率,且成本较低,较易在工程中应用;铁粉-纳米铁联合技术处理无机络合铜废水的效果极好,能充分保证处理废水的达标排放,但处理成本很高,不具备经济可行性;铁粉-重金属捕集剂联合技术对无机络合铜废水的处理效果较好,成本远低于铁粉-纳米铁联合技术,具备很好的工程可行性。
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