電鍍廢水中銅離子的處理方法研究
電鍍廢水是全球主要的重金屬污染源，如不加以處理直接排放，不僅造成受納水體的污染，影響水資源環境而且造成水資源和金屬資源的巨大浪費。我國電鍍廢水排放量約占全國廢水排放總量的1％。根據估算，所有電鍍企業的生產廢水全部達到標準規定限值后，每年將減少約2.6億t電鍍廢水的排放，并將削減數萬噸6價鉻、銅、鎳等重金屬離子的排放。
目前用于電鍍行業廢水處理的方法主要有化學沉淀法、微生物法、電解法、氣浮法和膜處理法等。國內電鍍廢水處理方法主要有離子交換法、回收重金屬、化學處理、混合廢水、生物法等。本文對比分析了電鍍法、化學法和吸附法,并采用3種方法處理電鍍廢水中的銅離子以解決本地區電鍍工業廢水、污染問題。
1·實驗部分
本實驗主要考察廢水pH值對3種方法處理廢水效果的影響。
1.1化學法處理含銅廢水
1.1.1試劑及儀器
所用試劑均為分析純(特別標注的除外)，采用純凈水配制各種濃度的溶液。主要試劑有硫化鈉、鹽酸、碳酸鈉、明礬，廣泛pH試紙。
儀器：400 mL燒杯3個，100 mL量筒1個，15 mL試管3個；721-分光光度儀1臺。
1.1.2實驗原理
采用硫化法,即在模擬廢水中投入硫化劑(硫化鈉)使重金屬離子(銅)轉化為金屬硫化物沉淀而除去。硫化法的優點是金屬硫化物的溶解度比中和法生成的氫氧化物的溶解度小,金屬硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。沉淀的處理也比中和法容易,電鍍廢水中不同的金屬離子和硫的親合力順序如下:Cd＞Hg＞Ag＞Ca＞Bi＞Cu＞Ti＞Sn＞Zn＞Ni＞Co＞Fe＞As＞Ti＞Mn，電鍍廢水中的重金屬都可以生成金屬硫化物沉淀下來。
1.1.3 pH值對實驗的影響
硫化鈉0.004 g，模擬廢水50 mL，加入試劑前溶液Cu2+的濃度為80 mg·L-1，振蕩1 h，用HCl和NaOH調節溶液的pH值，溶液pH值對沉淀效果的影響見表1。
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由表1可見，溶液的pH值對硫化沉淀法有較大的影響，pH值在偏堿性時，有利于Cu2+的硫化沉淀，因此，在偏堿性條件下銅離子的去除率最高。
1.2電解法處理含銅廢水
1.2.1試劑及儀器
所用試劑均為分析純(特別標注的除外)，采用純凈水配制各種濃度的溶液。主要試劑有碳酸鈉、鹽酸，廣泛pH試紙，電解池1個,炭棒2個。
儀器：400 mL燒杯4個，100 mL量筒1個，15 mL試管4個；直流6 V穩壓電源1個，721-分光光度儀1臺。
1.2.2實驗原理
以酸性鍍銅廢水為例，廢水中主要存在Cu2+、H+等陽離子和SO42-、Cl-等陰離子，當電流通過電解質溶液時，溶液中的陽離子產生離子遷移和電極反應，即廢水中的陽離子向陰極遷移，并在陰極上產生還原反應，使金屬沉積。陰離子向陽極遷移并在陽極上產生氧化反應，放出電子而氧化。
1.2.3 pH值對實驗的影響
模擬廢水50 mL，電解前溶液Cu2+濃度為80 mg/L，用HCl和NaOH調節溶液的pH值，溶液pH值對實驗的影響見表2。
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由表2可見，溶液pH值對電解效果有較大的影響，pH值在偏堿性時，有利于電解，此時銅離子去除率最高。
1.3吸附法處理含銅廢水
1.3.1試劑及儀器
所用試劑均為分析純(特別標注的除外)，采用純凈水配制各種濃度的溶液。主要試劑有活性炭顆粒、碳酸鈉、鹽酸，廣泛pH值試紙。
儀器：400 mL燒杯4個，100 mL量筒1個，15 mL試管3個；721-分光光度儀1臺。
1.3.2實驗原理
活性炭是具有一定活性的球狀細小顆粒,對于水中雜質具有較好的吸附性能。
1.3.3 pH值對實驗的影響
活性炭用量0.4 g，模擬廢水50 mL，吸附前溶液Cu2+濃度為80 mg/L，振蕩1 h，用HCl和NaOH調節溶液的pH值，溶液pH值對活性炭吸附Cu2+的影響見表3。
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由表3可見，溶液pH值對吸附效果有較大的影響，pH值在中性或偏堿性時，有利于吸附，在偏堿性條件下吸附效果最佳,此時銅離子去除率可達到99.78%。
2·結論
硫化沉淀法、電解法和活性炭吸附法均能對電鍍廢水中的銅離子進行處理,處理后銅離子濃度均能達到1.0 mg/L以下，廢水pH值均在5～9之間。
這3種方法處理銅離子受pH值影響較大，且均在偏堿性條件下處理結果較好。吸附法對銅離子的處理效果最為突出，銅離子的去除率達到99.78%，處理后廢水中銅離子的濃度可達到0.18 mg/L，遠小于國家排放標準（0.5 mg/L）。
參考文獻
[1]章非娟.工業廢水污染防治[M].上海:同濟大學出版社,2001:118.
[2]黃瑞光.21世紀電鍍廢水治理的發展趨勢[J].電鍍與精飾，2000,22(3):1-2.
[3]孟祥和，胡國飛.重金屬廢水處理[M].北京:化學工業出版社，2000.
[4]管山，王建友，王世昌.電去離子過程處理電鍍廢水的研究進展[J].化工進展.2003.(8):837-840.
[5]安成強，等.電鍍三廢處理技術[M].國防工業出版社，2002:47.
[6]彭昌盛，等.化學法處理混合電鍍廢水的工藝流程及藥劑選擇[J].水處理技術，2003.29:363-366.
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