一种处理含络合态铜废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理含络合态铜废水的方法，具体涉及污废水处理技术领域。本发明专利技术所提供的处理方法，包括如下步骤：先向含络合态铜废水中加入还原剂，在酸性环境中还原络合物中的铜离子，破坏其配体结构，得到含游离亚铜离子的废水，而后向体系中加入铁盐或亚铁盐形成氢氧化物和(亚)铁氧化物沉淀，通过吸附共沉淀的作用去除废水中的游离态亚铜离子，且络合态铜原先的有机配体也会参与沉淀的形成，因此废水中的有机配体也能被去除。本发明专利技术所提供的方法，能够加入少量的还原剂和铁盐就实现对络合态铜的高效去除。合态铜的高效去除。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含络合态铜废水的方法


[0001]本专利技术涉及污废水处理
，具体地，涉及一种处理含络合态铜废水的方法。

技术介绍

[0002]工业废水中的络合态重金属离子一直是难以被去除的一类污染物，尤其是络合态铜。铜离子很容易与柠檬酸(citrate)、乙二胺四乙酸(EDTA)、硝化三乙酸(NTA)、氰化物、腐殖酸(HA)等有机配体络合，形成结构和毒性不同的稳定络合态铜，大量存在于电镀、制革、采矿、印染等行业排放的废水中。络合态铜难以被微生物降解，因此会通过土壤、水和空气迁移，污染饮用水和食物链，若不及时处理，会对水环境和人体健康构成严重威胁。
[0003]目前针对含络合态重金属废水的处理方法主要有化学沉淀法、电解法、吸附法、膜分离法、氧化还原法等。化学沉淀法主要有硫化物沉淀法、螯合沉淀法等，化学沉淀法操作简单、处理能力强，可作用于多种金属种类，但投加大剂量的沉淀剂可能会造成二次污染等环境问题。电解法处理络合态重金属操作方便、处理效率高，可适用于处理高浓度废水。然而，电解工艺运行所需的电能较高、可溶性阳极材料易消耗、电极易钝化等问题大幅提高了应用成本。吸附法操作简便、处理量大、处理效率高、不易产生二次污染，材料易制备、可再生性好；但对pH值和温度等吸附条件要求较严格、吸附剂的使用寿命短等局限性也限制了其发展。膜分离法可以有效去除电解质，但是容易导致膜污染，需要经常清洗更换。氧化还原法可以打破络合结构，具有极强的去除能力，但是该方法需要氧化剂量大，成本高。
[0004]综上所述，现有处理含络合态铜废水的方法耗能与试剂用量大、难以通过简便的手段高效去除络合态铜。现有技术公开了一种重金属废水中重金属的资源化回收方法，该技术处理过程中会伴随络合态铜的生成与去除。该工艺流程是向含铜废水中加入络合剂、还原剂，并加入碱性溶液调节废水的pH值，在加热条件下反应后冷却，得到金属氧化物或金属单质纳米微粒。然而，该现有技术需要额外添加过量络合剂，且总反应时长远超过12h，耗时太久。同时该现有技术在处理含铜废水时所用的不同还原剂的物质的量都接近或超过铜离子物质的量的100倍，还原剂用量过大。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术无法采用少量还原剂高效去除废水中络合态铜的问题，本专利技术提供了一种处理含络合态铜废水的方法，采用盐酸羟胺等还原剂，在酸性条件下对络合态铜离子进行还原破络，得到游离态亚铜离子，最后加入铁盐或亚铁盐，在碱性条件下原位形成氢氧化物和(亚)铁氧化物，通过吸附共沉淀作用高效去除废水中的重金属离子，且还原剂的用量少。
[0006]本专利技术上述目的通过如下技术方案实现：
[0007]一种处理含络合态铜废水的方法，具体包括如下步骤：
[0008]S1.向含络合态铜废水中加入还原剂，控制废水的pH为2～4，充分反应使络合态铜被还原并破络，得到含游离亚铜离子的废水；
[0009]S2.向步骤S1所得含游离亚铜离子的废水中加入铁盐或亚铁盐，控制废水的pH为7～14，充分反应后固液分离，得到达标排放废水；
[0010]还原剂为盐酸羟胺，抗坏血酸或硼氢化钠中的任意一种或多种。
[0011]在步骤S1中，盐酸羟胺，抗坏血酸和硼氢化钠等还原剂起到还原络合态铜，实现破络的作用。步骤S1的目的在于还原络合物中的铜离子，形成游离态的亚铜离子以使其能够被吸附共沉淀的方法高效去除。
[0012]步骤S2的目的在于通过吸附共沉淀的作用去除废水中的游离亚铜离子。具体而言，向含游离亚铜离子的废水中加入铁盐或亚铁盐，并将废水pH调节为7～14，使铁离子或亚铁离子形成氢氧化物和(亚)铁氧化物沉淀。使废水中的游离态重金属离子能够被氢氧化物和(亚)铁氧化物通过表面吸附和共沉淀去除。值得注意的是，由于部分有机配体会参与沉淀的形成，因此本专利技术所提供的处理含络合态铜废水的处理方法不仅能够去除废水中的铜，还能够去除有机配体，使最终得到的达标排放废水中有机配体含量减少，排放后在与未处理废水混合时重新生成络合物的可能性减小。
[0013]采用盐酸羟胺、抗坏血酸或硼氢化钠作为步骤S1中的还原剂并将步骤S1中废水的pH控制为2～4，是因为这三种还原剂在pH为2～4的酸性环境中才能够具有强还原性，而又因为还原剂的还原性强所以还原剂所需用量很少。
[0014]将步骤S2中废水的pH控制为7～14，是因为在中性到碱性的环境下铁盐和亚铁盐才能够形成氢氧化物和(亚)铁氧化物沉淀，继而可以通过表面吸附作用和共沉淀作用，去除废水中的游离重金属离子。
[0015]在本专利技术的具体实施方式中，步骤S2中加入的铁盐或亚铁盐可以任意地选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁中的一种或多种。
[0016]在本专利技术的具体实施方式中，含络合态铜废水可以采用加入了乙二胺四乙酸螯合的铜盐(Cu
2+
‑
EDTA)来模拟。
[0017]优选地，步骤S1中还原剂与含络合态铜废水中铜离子的摩尔比为(3～8)：1。
[0018]由于本专利技术所采用的还原剂都在酸性环境中具有强还原性，因此步骤S1中3mol还原剂即可使1mol络合态铜离子被充分还原，废水中铜的去除率高达80％以上。但当还原剂与废水中络合态铜的摩尔比大于8：1时，本专利技术所提供的废水处理方法处理效果提升的程度下降，且处理方法成本提高。
[0019]更优选地，步骤S1中还原剂与含络合态铜废水中铜离子的摩尔比为(5～6)：1。
[0020]优选地，步骤S1中反应温度为20～30℃。
[0021]优选地，步骤S1中含络合态铜废水中络合态铜的浓度为0.5～2mmol/L。
[0022]优选地，步骤S1中的反应时间为2～10min。
[0023]由于盐酸羟胺、硼氢化钠和抗坏血酸在酸性环境中具有强还原性，因此步骤S1中使络合态铜被充分还原的时间在10min以内，反应快速高效，但为了使络合态铜能够被充分还原，反应时间应该至少在2min以上。
[0024]优选地，步骤S2中游离亚铜离子与铁盐或亚铁盐的摩尔比为1：(2～8)。
[0025]当铁盐或亚铁盐与亚铜离子的摩尔比高于2：1时，铁离子或亚铁离子所形成的沉淀能够通过吸附作用更充分地去除废水中的亚铜离子，但当铁盐或亚铁盐与亚铜离子的摩尔比继续增大至8：1以上时，对亚铜离子的去除效果提升不明显。
[0026]优选地，步骤S2中向步骤S1所得含游离亚铜离子的废水中加入铁盐。
[0027]采用铁盐形成氢氧化物和铁氧化物沉淀后，沉淀表面对于游离亚铜离子的吸附共沉淀作用更强，更有利于去除废水中的铜。
[0028]优选地，步骤S2的反应时间为10～60min。
[0029]优选地，步骤S2中废水的pH为7～9。
[0030]步骤S2中废水体系需要是中性或碱性的，目的在于使铁离子或亚铁离子形成氢氧化物和(亚)铁氧化物沉淀。同时，在该pH范围条件下，铁氧化物可以更好地发挥吸附和共沉淀作用。
[0031]和现有技术相比，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含络合态铜废水的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1.向含络合态铜废水中加入还原剂，控制废水的pH为2～4，充分反应使络合态铜被还原并破络，得到含游离亚铜离子的废水；S2.向步骤S1所得含游离亚铜离子的废水中加入铁盐或亚铁盐，控制废水的pH为7～14，充分反应后固液分离，得到达标排放废水；所述还原剂为盐酸羟胺，抗坏血酸或硼氢化钠中的任意一种或多种。2.如权利要求1所述处理含络合态铜废水的方法，其特征在于，所述步骤S1中所述还原剂与含络合态铜废水中铜离子的摩尔比为(3～8)：1。3.如权利要求1所述处理含络合态铜废水的方法，其特征在于，所述步骤S1中所述还原剂与含络合态铜废水中铜离子的摩尔比为(5～6)：1。4.如权利要求1所述处理含络合态铜废水的方法，其特征在于，所述步骤S1中反应温...

【专利技术属性】
技术研发人员：何頔，丁语馨，杨正恒，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：