化学法处理电镀废水：经济有效且水质达标排放的方法

化学法处理电镀废水：经济有效且水质达标排放的方法

化学法处理电镀废水具有工艺成熟、投资小、处理费用低、适应性强、管理方便、自动化程度高等优点，加上砂滤可以使出水清澈，达到排放标准，是一种经济有效的方法。

（1）实验

①仪器与试剂：721可见分光光度计（）、JJ-1精密电动搅拌器（）、PHS-3C精密酸度计（）、氢氧化钠（分析纯）、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇。

②试验水样：试验水样取自电镀车间酸性含铜废水。

③试验方法。移取试验水样400mL于500mL烧杯中，加入一定量的氢氧化钠溶液，搅拌一定时间，加入一定量的絮凝剂，沉降，过滤。用分光光度法检测滤液中铜离子的质量浓度，计算废水中铜离子的去除率。

（2）结果与讨论

①pH值对除铜效果的影响。pH值对除铜效果的影响最直接，试验水样中Cu2+的质量浓度为367mg/L，搅拌时间为4min，常温下进行。配制质量分数为20%的氢氧化钠。改变氢氧化钠的加入量来调节废水的pH值。试验结果如图3-1所示。图1为试验过程中采用氢氧化钠溶液调节废水pH值时，沉淀过滤后测得的pH值与滤液中铜的质量浓度的关系曲线。

图1 滤液pH值与铜浓度关系

从图1中可以看出，在反应开始时，随着溶液pH值的升高，滤液中铜的质量浓度变化不大，当溶液pH值为5.6～8.5时，滤液中铜的质量浓度变化较大，当溶液pH值达到8.5左右时，滤液中铜的质量浓度小于1mg/L。随着溶液pH值的继续升高，当pH>11.3时，滤液中铜的质量浓度又逐渐升高，变化不大，沉淀颜色由淡蓝色变为深蓝色。当pH>13.5时，滤液中铜随pH值的升高继续升高，变化较大。 ②搅拌时间对铜去除率的影响。 固定水样中Cu2+质量浓度为367mg/L，加入氢氧化钠溶液，控制废水pH值为8.5，改变搅拌时间，结果如图2所示。

图2 搅拌时间对铜去除率的影响

从图2可以看出，氢氧化钠中和沉淀铜离子的速度比较快，在不到2分钟的搅拌时间内，铜去除率高达99.78%。随着搅拌时间的增加，铜去除率有所提高，但变化不大。因此，搅拌时间对铜去除率影响不大。考虑到搅拌时间包括加入碱和反应时间，搅拌时间为4分钟。

③温度对铜去除率的影响。固定水样中Cu2+的质量浓度为367mg/L，控制废水pH值为8.5，搅拌时间为4min，改变反应温度，结果如图3所示。

图3 温度对铜去除率的影响

从图3可以看出，随着温度的升高，铜的去除率呈现下降趋势，但铜的去除率变化不大，因此温度对氢氧化钠处理含铜废水影响不大，因此废水处理选择室温。

④絮凝剂对固液分离的影响。由于得到的氢氧化铜沉淀颗粒细而松散，沉淀时间相对较长。经过1小时后，上清液中仍有细小颗粒未沉至底部，上层清液并非完全清澈透明，稍加搅动上层清液，沉淀物就会上浮，影响上层清液的排料和沉淀的效果。因此，必须选择合适的絮凝剂，使沉淀物颗粒增大，加快沉淀速度，缩短沉淀时间。

实验中选取了三种高分子絮凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚乙烯醇（PVA），这三种有机絮凝剂不与沉淀物发生化学反应，有利于沉淀。

将废水加碱中和沉淀后，加入一定量的絮凝剂（均按质量浓度0.5 g/L配制），倒入500 mL量筒中，观察沉降高度，考察加入絮凝剂后沉降时间与沉降高度的关系，得到如图4~图6所示的曲线。

从图4可以看出，当加入3.5 mL质量浓度为0.5 g/L的PAM时，沉淀速度最快，最终沉淀高度最低。但在实验过程中观察到沉淀过程，生成的絮体容易破碎，导致

图4 PAM对沉降时间和沉降高度的影响

部分絮凝物漂浮于上清液中,较长时间不能沉降,因此加入2.5 mL PAM时絮凝沉降效果良好。

图3-5 PAAS对沉降时间和沉降高度的影响

图3-6 PVA对沉降时间和沉降高度的影响

由图3-5可见当加入1.5 mL质量浓度为0.5 g/L的PAAS时，图3-6可见当加入2.5 mL质量浓度为0.5 g/L的PVA时，絮凝沉降效果最佳。

综合考虑各因素,当加入1.5 mL质量浓度为0.5 g/L的聚丙烯酸钠时,沉降速度最快,且絮凝物较为致密,稳定性较好,有利于固液分离,絮凝沉降效果最好。

（3）结论

①对于酸性含铜电镀废水，最佳处理条件为：控制pH值至8.5，搅拌时间4min，处理后废水中铜离子质量浓度明显低于国家污水排放标准。

②投加高分子有机絮凝剂聚丙烯酸钠，可明显提高沉降速度，且粒径明显增大，有利于后续铜的回收。与一般废水处理选用的有机絮凝剂与无机絮凝剂混合投加的絮凝效果相比，本试验考虑到后续铜的回收，因此仅采用有机絮凝剂。聚丙烯酸钠虽然单价高于常用的有机絮凝剂聚丙烯酰胺，但投加量少，沉淀效果优于聚丙烯酰胺。综合来看，采用聚丙烯酸钠作为絮凝剂处理酸性含铜电镀废水，效果较好。（谷腾水网）