一种有效去除电镀废水中络合铜离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物，该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节剂，本发明专利技术还公开了一种采用该组合物去除电镀废水中络合铜离子的方法，该方法包括以下步骤：废水过滤预处理，得预处理液；将阳离子聚合物加入预处理液中，涡旋，得混合液A；将阴离子物质加入已调pH值的混合液A中，涡旋，得混合液B；过滤混合液B。本发明专利技术提供的方法步骤简单，成本较低，适合大规模应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理领域，具体地，涉及含铜电镀废水处理领域，特别地，涉及电镀废水中络合铜离子的去除方法。
技术介绍
EDTA是一种重要的人造有机多元酸络合剂，能与各种金属阳离子形成高度稳定的水溶性络合物。EDTA的强络合性能可防止金属离子沉积，阻止金属离子的催化作用，增加溶液中金属离子的可获得性，或从系统中去除金属离子，因此被广泛应用于印刷线路板行业、湿法冶炼行业、制药行业、污水处理行业等。这些行业会产生大量含有有机添加剂的重金属离子废水，其中EDTA-Cu络合物作为重金属有机废水的代表物质，具有良好的水溶性，能在较宽的pH范围内稳定存在，且不易形成氢氧化物或硫化物，因此传统的化学沉淀法不能有效地去除电镀废水中的络合铜离子。这些残留在环境中的铜污染物对人类健康和生存环境的危害极大，如铜对人体造血、细胞生长以及某些酶的活动及内分泌腺功能均有影响；严重影响水体自净的功能；对低等生物和农作物的毒性较大等等。所以，含有络合剂的重金属电镀废水已然成为环境治理亟需攻克的一个重大难题。目前，处理络合重金属废水的方法主要有：化学沉淀法、氧化法、吸附法和离子交换法。其中，氧化法需大量氧化剂，且药剂费用高；吸附法需要考虑吸附剂的再生及更新问题；离子交换法也需要考虑离子交换树脂的频繁再生问题；而应用较为广泛的是化学沉淀法，尤其是近年来研究较多的螯合沉淀法，其具有处理效率高、与重金属离子结合牢固稳定等优点，但是，该种方法需要先合成重金属螯合剂，过程较为复杂，且会残留EDTA这类有机污染物，难以降解，具有致癌、致畸或毒性作用，造成二次污染。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物以及去除方法，该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节剂。使用该组合物可直接将络合铜离子EDTA-Cu一起沉淀除去，达到有效去除电镀废水中络合铜离子的目的，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术一方面涉及一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物，该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节剂。本专利技术另一方面涉及一种采用上述组合物有效去除电镀废水中络合铜离子的方法，该方法包括以下步骤：步骤1、废水过滤预处理，得预处理液，步骤2、将阳离子聚合物加入预处理液中，涡旋，得混合液A，步骤3、将阴离子物质加入混合液A中，涡旋，得混合液B，步骤4、过滤混合液B。附图说明图1示出阴离子配合物[Cu-EDTA]2-的结构示意图；图2示出Cu-EDTA溶液以及实施例4的沉淀物的红外光谱图。具体实施方式下面对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。根据本专利技术第一方面，提供一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物，该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节剂。所述阳离子聚合物为胺类或铵盐类阳离子聚合物，优选为聚乙烯亚胺、聚二烯丙基甲基氯化铵和/或阳离子聚丙烯酰胺，更优选为聚乙烯亚胺。所述阳离子聚合物份数为5～15重量份，优选为6～12重量份，更优选为8～10重量份。所述阴离子物质为阴离子表面活性剂或阴离子聚合物，所述阴离子表面活性剂包括烷基羧酸盐类、烷基磺酸盐类和/或烷基硫酸酯盐类，优选地，所述烷基为链长为十烷基、十二烷基、十四烷基，十六烷基，或十八烷基，优选为十烷基，十二烷基和十八烷基，更优选为十二烷基；所述阴离子聚合物为聚苯乙烯磺酸钠，聚乙烯磺酸钠，聚丙烯酸钠和/或阴离子聚丙烯酰胺。所述阴离子物质份数为20～45重量份，优选为25～40重量份，更优选为30～35重量份。根据本专利技术，所述组合物任选还包括pH调节剂，用于调节添加了阳离子聚合物的电镀废水的pH值，以便随后添加阴离子物质后更有效地去除废水中的络合铜离子。所述pH调节剂用于将添加了阳离子聚合物的电镀废水的pH值调节为碱性，优选调节pH值为7.1～14，更优选为7.5～12，尤其是8～11，例如调节pH值为9或10等。所述pH调节剂的选择不受限制，原则上能实现上述pH值调节目的即可，可以是常用的无机或有机酸性或碱性试剂，优选为无机或有机碱性试剂，例如无机碱如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钠等，以及有机碱如乙胺、三乙胺、吡啶等。所述pH调节剂的份数为0～5重量份，优选为1～4重量份，更优选为2～3重量份。不受任何理论的束缚，本专利技术的上述组合物能够有效去除电镀废水中络合铜离子的原理可能如下：如图1所示，在电镀废水中，铜离子与EDTA以摩尔比为1：1的金属配合物的形式存在形成阴离子配合物[Cu-EDTA]2-。加入阳离子聚合物，通过静电吸引作用而捕获一部分阴离子配合物[Cu-EDTA]2-，同时阳离子聚合物中大量的氮原子也能够与配合物中的铜离子进行配位作用。但由于EDTA与铜离子的配位常数很大，其配位非常稳定，因此加入的阳离子聚合物并不能取代EDTA与铜进行配位，而是保持阳离子聚合物、EDTA以及铜离子三者之间共存状态，并保持阳离子聚合物携带正电荷的特性。当加入阴离子表面活性剂或者阴离子聚合物后，通过正负电荷复配的方式而形成聚集体沉降下来，达到去除废水中络合铜离子的目的。因此，根据本专利技术另一方面，还提供一种采用上述组合物有效去除电镀废水中络合铜离子的方法，该方法包括以下步骤：步骤1、废水预处理，得预处理液。在步骤1中，废水的预处理主要为过滤，目的是去除掉废水中的悬浮物以及颗粒固体杂质，以免影响后续的处理。步骤2、将阳离子聚合物加入预处理液中，涡旋，得混合液A。在一种优选的实施方式中，在步骤2中，如上所述，所述阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺、阳离子聚丙烯酰胺和/或聚二烯丙基甲基氯化铵，优选为聚乙烯亚胺。在进一步优选的实施方式中，所述阳离子聚合物例如聚乙烯亚胺的分子量为1000～100000g/mol，优选1500～80000g/mol，例如可以是1800g/mol、10000g/mol或70000g/mol。将阳离子聚合物加入预处理液中之后，采用涡旋振荡器涡旋数分钟，涡旋有利于充分混合，优选地，涡旋3～8分钟，更优选5分钟。根据一种优选的实施方式，在步骤2混合之后，调节混合液A的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物，该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于有效去除电镀废水中络合铜离子的组合物，
该组合物包括阳离子聚合物、阴离子物质以及任选的pH调节
剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，
所述阳离子聚合物为胺类或铵盐类阳离子聚合物，优选为
聚乙烯亚胺、聚二烯丙基甲基氯化铵和/或阳离子聚丙烯酰胺，
更优选为聚乙烯亚胺；和/或
所述阳离子聚合物份数为5～15重量份，优选为6～12重
量份，更优选为8～10重量份。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，
所述阴离子物质为阴离子表面活性剂或阴离子聚合物，所
述阴离子表面活性剂为烷基羧酸盐类、烷基磺酸盐类和/或烷
基硫酸酯盐类，烷基的链长优选为十烷基、十二烷基、十四烷
基、十六烷基或十八烷基，优选为十烷基、十二烷基和十八烷
基，更优选为十二烷基；所述阴离子聚合物为聚苯乙烯磺酸钠、
聚乙烯磺酸钠，聚丙烯酸钠和/或阴离子聚丙烯酰胺，优选为
聚苯乙烯磺酸钠，和/或
所述阴离子物质份数为20～45重量份，优选为25～40
重量份，更优选为30～35重量份。
4.根据权利要求1至3之一所述的组合物，其中，
所述pH调节剂将添加了阳离子聚合物的电镀废水的pH
值调节为7.1～14，更优选为7.5～12，尤其是8～11，和/或
所述pH调节剂的份数为0～5重量份，优选为1～4重量
份，更优选为2～3重量份。
5.采用权利要求1至4之一所述的组合物有效去除电镀
废水中络合铜离子的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、废水预处理，得预处理液，
步骤2、将阳离子聚合物加入预处理液中，涡旋，得混合
液A，
步骤3、将阴离子物质加入混合液A中，涡旋，得混合液
B，
步骤4、过滤混合液B。
6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎云，黄建滨，张亚男，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11