本文提出并系统研究了扩散渗析-电沉积联合工艺,用于处理电镀行业强酸性含铜树脂脱附液。电镀企业采用离子交换法处理含铜废水时,离子交换树脂吸附饱和后需要再生,从而产生强酸性含铜树脂脱附液,其中酸含量约4～6%,铜离子含量约15 g/L。为回收树脂脱附液中的酸和铜资源,本论文开发了扩散渗析-电沉积资源化处理联合工艺。扩散渗析法能够将含重金属废酸中的酸和重金属分离,得到含重金属含量较低的回收酸,其与商品酸混合后用于配置套用树脂脱附剂,与此同时获得了含酸浓度较低的重金属扩散渗析残液;电沉积法能够将重金属扩散渗析残液中的重金属回收,其缺点在于对于强酸性废液不适用。本论文将扩散渗析和电沉积工艺联用,先用扩散渗析技术处理强酸性含铜树脂脱附液,回收其中酸资源,再用电沉积技术回收扩散渗析残液中的重金属,实现了强酸性含铜树脂脱附液中酸和铜的同步回收,发展和完善了离子交换法处理电镀行业重金属废水的应用研究。本文以电镀行业离子交换法处理重金属废水所产生的强酸性含铜树脂脱附液为研究对象,开发了扩散渗析-电沉积资源化联合处理工艺。重点考察了离子交换膜种类、扩散渗析进水流量、流量比、温度、酸浓度、酸种类、金属离子浓度、金属离子种类等因素对扩散渗析技术回收酸的影响规律;探讨了电沉积槽电压、槽液pH、温度、金属离子浓度、时间等因素对电沉积技术回收铜的影响规律。最后采用扩散渗析-电沉积联合工艺资源化处理广东惠州龙溪电镀基地产生的实际强酸性含铜树脂脱附液,筛选出优化工艺参数,为扩散渗析-电沉积联合工艺处理强酸性电镀含铜树脂脱附液的工程化应用提供技术参考。本论文系统研究了膜种类、脱附液组成、脱附液流量、接收液与脱附液的流量比等参数对扩散渗析技术从强酸性含铜树脂脱附液中回收酸效果的影响规律。静态扩散渗析实验结果显示,分别采用NDADF1型和NDADF2型膜,H+平均渗析系数为0.0126m/s和0.0146m/s,Cu2+平均渗析系数为0.00059m/s和0.00068m/s,对H2SO4-CuSO4的平均分离系数分别为21.3和21.4。这表明两种膜的酸盐分离能力相似,但是H+和Cu2+在NDADF2型膜中渗析速率较NDADF1型膜快约20%。这是由于NDADF2型膜的水含量较高,H+容易与膜上的水结合,所以更容易透过膜;且NDADF1型膜的交换容量更大,更多的固定基团量对水合半径较大的阳离子的排斥较强,所以Cu2+的透过速率较慢。动态扩散渗析实验结果显示,采用NDADF1型和NDADF2型膜,得到的回收酸中H+浓度分别为0.87mol/L和1.14mol/L,酸回收率分别为77.7%和90.3%;Cu2+浓度分别为0.0127mol/L和0.0153mol/L,铜离子泄露率分别为8.3%和10.8%。这表明在酸回收率和回收酸浓度上,NDADF2型膜优于NDADF1型膜。并且NDADF2型膜在制备过程中不使用剧毒致癌物质氯甲醚,更加环境友好。因此,从分离回收效果和材料环境友好性角度,NDADF2型膜更适用于强酸性含铜树脂脱附液中酸的分离回收。确定的最佳扩散渗析工艺参数为:脱附液流量0.6L/h、接收液与脱附液流量比1.0。扩散渗析技术处理树脂脱附液后,得到的回收酸可与商品酸混合用于配置套用树脂脱附剂,同时获得的含酸浓度较低的扩散渗析残液,采用电沉积技术处理回收铜。扩散渗析残液中铜离子含量约8～15g/L,pH约为0.8。本论文初步研究了槽电压、残液中铜离子浓度、进水流量、pH、温度等参数对电沉积回收铜效率及电流效率的影响规律。实验结果表明:铜回收效率随着槽电压、残液铜离子浓度、温度的增大而增大,随着进水流量的增大而减小;电流效率随着槽电压升高而降低,随残液中铜离子浓度、进水流量、温度的升高而升高。综合考虑回收铜效率和能耗,确定电沉积最佳操作参数:电沉积液pH约2.0,温度为45℃,流量为1L/h,槽电压为10V。在此工艺条件下,铜回收率和电流效率分别为97.6%和48.3%。根据实验结果估算,在电沉积工段每消耗约2.5kW电可以得到1kg回收铜,由此可见电沉积技术回收扩散渗析残液中的铜能够为企业带来较大的经济效益。本论文基于研究团队承接的国家“十二五”重大水专项,针对沙河流域内对东江干流饮用水安全产生重要影响的表面处理行业,以广东省惠州市龙溪镇集中式表面处理基地为技术示范对象,开展表面处理集中工业园特征污染物高效去除技术集成及资源化利用研究。本论文采用扩散渗析-电沉积联合工艺资源化处理龙溪电镀基地产生的强酸性含铜树脂脱附液,该脱附液含硫酸约6%、铜离子浓度约为12 g/L,通过对联合处理工艺参数的筛选和优化,最终扩散渗析段酸回收率可达到82.5%,回收酸中H+浓度为1.18 mol/L,电沉积段铜回收率为98.5%,其中铜的纯度为99%,电流效率可达52.1%。回收的酸可与商品酸混合用于配置套用树脂脱附剂;回收的铜可以出售给回收公司综合利用。研究结果表明,采用扩散渗析-电沉积联合工艺处理电镀行业强酸性含铜树脂脱附液不仅技术可行,而且还有较好的经济价值。