[发明专利]一种电解处理含铜电镀废水并回收铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及含重金属离子废水处理领域，采用电解法去除电镀废水中的铜离子，特别是一种电解处理含铜电镀废水并回收铜的方法。

技术背景

重金属在环境中难以生物降解且易积累,能对环境及人体健康产生长远的不良影响。如何彻底消除重金属污染,同时回收含重金属废水中的水和重金属资源，成为了致力环保研究的学者们所关注的焦点。处理含重金属离子废水的方法一般分为四类：第一类是根据溶度积原理，使重金属生成难溶于水的化合物，达到固液分离的目的，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法和铁氧体法。第二类是在不改变废水中的重金属离子的化学形态条件下进行吸附、浓缩和分离的方法，包括木质素吸附、活性炭吸附、溶剂萃取法、CO₂—SFE流体萃取法、离子交换法等；第三类是电解法，利用金属的电化学性质,在直流电的作用下,重金属化合物在阳极离解成金属离子，在阴极还原成金属，从而除去废水中的重金属离子；第四类是通过生物有机体或其代谢产物与重金属离子之间的相互作用达到处理废水中重金属离子的目的，包括生物絮凝法、生物吸附法、植物整治法等。

目前，含铜废水处理一般包括化学沉淀法、离子交换法、萃取法以及吸附法。

1.化学沉淀法

在化学沉淀法中,以中和沉淀法应用最广泛，此方法的处理实质是调节废水pH值，而由于各种金属最佳沉淀的pH值不同，使得去除效果不好；且对既含铜又含其它重金属及络合物的混合电镀废水，铜的去除效果不好，往往达不到排放标准。再者如果废水中含有氰、铵等络合离子,与铜离子形成络合物,铜离子不易离解，使得铜离子不能达标排放。特别是对含有氰的含铜混合废水经处理后,铜离子的浓度和CN的浓度几乎成正比，只要废水中的CN存在，出水中的铜离子浓度就不会达标。这就使得利用中和沉淀法处理含铜混合废水的出水效果不好，特别是对于铜的去除效果不佳。而硫化物沉淀法由于硫化物沉淀细小，不易沉降，限制了它的应用。

2.离子交换法

离子交换是靠交换剂本身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子扩散来实现的。与沉淀法相比，其在低浓度废水处理方面具有一定的优势，但该法受树脂的吸附容量、废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量的限制，且对废水的预处理要求较高，离子交换树脂的再生及再生液的处理也是一个难以解决的问题。且由于这些鳌合树脂价格昂贵，生产成本较高，因此此方法大多停留在试验阶段，较少在工业中大规模应用。

3、溶剂萃取法

溶剂萃取法是将不溶于水而能溶解水中某种物质(称溶质或萃取物)的溶剂投加入废水中，使溶质充分溶解在溶剂内,进而从废水中分离除去或回收。萃取过程主要包括混合、分离和回收3个工序。溶剂萃取法处理废水的关键是要使用有较高选择性的萃取剂。由于溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,此法的应用受到了很大的限制。

4.吸附法

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种方法。传统吸附剂有活性炭，腐植酸、聚糖树脂、碴藻土等。实践证明，使用不同吸附剂的吸附法，不同程度地存在投资大，运行费用高，污泥产生量大等问题，处理后的水难于达标排放。

综上所述，现有的处理含铜离子电镀废水的技术存在着工艺复杂、不易控制、具有二次污染、去除率低、超标排放、出水难以重新再利用等不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对现有的处理含铜电镀废水方法所存在的工艺复杂、不易控制、二次污染、去除率低的不足之处，提供一种具有工艺简单、易控制、无二次污染、去除率高、所沉积的铜可回收利用、出水可重复利用等优点的电镀废水处理技术。

本发明一种电解处理含铜电镀废水并回收铜的方法，电解处理含铜电镀废水是通过电解处理含铜电镀废水装置进行的，电解处理含铜电镀废水装置包括电解槽和电解液搅拌装置，电解液搅拌装置由搅拌器、输液管一、循环泵、输液管二、输液管三组成，电解槽采用玻璃电解槽，阳极和阴极分别采用钛基铂电极和铜电极，阳极与阴极按单极并联方式交错布置；其中，电解处理含铜电镀废水的方法是：在含铜电镀废水中通过加入生石灰调节废水的pH值，去除含铜电镀废水中沉淀物得到电解液，在装有电解液的电解槽中加入一定量的NaCl和KCl；电解过程中，向电解槽内缓慢加入适量双氧水溶液；当阴极析出铜后，对析出的铜加以回收利用。

在所述的一种电解处理含铜电镀废水并回收铜的方法中，电解处理含铜电镀废水并回收铜的方法包括以下步骤：