电镀废水中铜离子的处理方法研究
电镀废水是全球主要的重金属污染源，如不加以处理直接排放，不仅造成受纳水体的污染，影响水资源环境而且造成水资源和金属资源的巨大浪费。我国电镀废水排放量约占全国废水排放总量的1％。根据估算，所有电镀企业的生产废水全部达到标准规定限值后，每年将减少约2.6亿t电镀废水的排放，并将削减数万吨6价铬、铜、镍等重金属离子的排放。
目前用于电镀行业废水处理的方法主要有化学沉淀法、微生物法、电解法、气浮法和膜处理法等。国内电镀废水处理方法主要有离子交换法、回收重金属、化学处理、混合废水、生物法等。本文对比分析了电镀法、化学法和吸附法,并采用3种方法处理电镀废水中的铜离子以解决本地区电镀工业废水、污染问题。
1·实验部分
本实验主要考察废水pH值对3种方法处理废水效果的影响。
1.1化学法处理含铜废水
1.1.1试剂及仪器
所用试剂均为分析纯(特别标注的除外)，采用纯净水配制各种浓度的溶液。主要试剂有硫化钠、盐酸、碳酸钠、明矾，广泛pH试纸。
仪器：400 mL烧杯3个，100 mL量筒1个，15 mL试管3个；721-分光光度仪1台。
1.1.2实验原理
采用硫化法,即在模拟废水中投入硫化剂(硫化钠)使重金属离子(铜)转化为金属硫化物沉淀而除去。硫化法的优点是金属硫化物的溶解度比中和法生成的氢氧化物的溶解度小,金属硫化物即使在酸性溶液中也不易溶解。沉淀的处理也比中和法容易,电镀废水中不同的金属离子和硫的亲合力顺序如下:Cd＞Hg＞Ag＞Ca＞Bi＞Cu＞Ti＞Sn＞Zn＞Ni＞Co＞Fe＞As＞Ti＞Mn，电镀废水中的重金属都可以生成金属硫化物沉淀下来。
1.1.3 pH值对实验的影响
硫化钠0.004 g，模拟废水50 mL，加入试剂前溶液Cu2+的浓度为80 mg·L-1，振荡1 h，用HCl和NaOH调节溶液的pH值，溶液pH值对沉淀效果的影响见表1。
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由表1可见，溶液的pH值对硫化沉淀法有较大的影响，pH值在偏碱性时，有利于Cu2+的硫化沉淀，因此，在偏碱性条件下铜离子的去除率最高。
1.2电解法处理含铜废水
1.2.1试剂及仪器
所用试剂均为分析纯(特别标注的除外)，采用纯净水配制各种浓度的溶液。主要试剂有碳酸钠、盐酸，广泛pH试纸，电解池1个,炭棒2个。
仪器：400 mL烧杯4个，100 mL量筒1个，15 mL试管4个；直流6 V稳压电源1个，721-分光光度仪1台。
1.2.2实验原理
以酸性镀铜废水为例，废水中主要存在Cu2+、H+等阳离子和SO42-、Cl-等阴离子，当电流通过电解质溶液时，溶液中的阳离子产生离子迁移和电极反应，即废水中的阳离子向阴极迁移，并在阴极上产生还原反应，使金属沉积。阴离子向阳极迁移并在阳极上产生氧化反应，放出电子而氧化。
1.2.3 pH值对实验的影响
模拟废水50 mL，电解前溶液Cu2+浓度为80 mg/L，用HCl和NaOH调节溶液的pH值，溶液pH值对实验的影响见表2。
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由表2可见，溶液pH值对电解效果有较大的影响，pH值在偏碱性时，有利于电解，此时铜离子去除率最高。
1.3吸附法处理含铜废水
1.3.1试剂及仪器
所用试剂均为分析纯(特别标注的除外)，采用纯净水配制各种浓度的溶液。主要试剂有活性炭颗粒、碳酸钠、盐酸，广泛pH值试纸。
仪器：400 mL烧杯4个，100 mL量筒1个，15 mL试管3个；721-分光光度仪1台。
1.3.2实验原理
活性炭是具有一定活性的球状细小颗粒,对于水中杂质具有较好的吸附性能。
1.3.3 pH值对实验的影响
活性炭用量0.4 g，模拟废水50 mL，吸附前溶液Cu2+浓度为80 mg/L，振荡1 h，用HCl和NaOH调节溶液的pH值，溶液pH值对活性炭吸附Cu2+的影响见表3。
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由表3可见，溶液pH值对吸附效果有较大的影响，pH值在中性或偏碱性时，有利于吸附，在偏碱性条件下吸附效果最佳,此时铜离子去除率可达到99.78%。
2·结论
硫化沉淀法、电解法和活性炭吸附法均能对电镀废水中的铜离子进行处理,处理后铜离子浓度均能达到1.0 mg/L以下，废水pH值均在5～9之间。
这3种方法处理铜离子受pH值影响较大，且均在偏碱性条件下处理结果较好。吸附法对铜离子的处理效果最为突出，铜离子的去除率达到99.78%，处理后废水中铜离子的浓度可达到0.18 mg/L，远小于国家排放标准（0.5 mg/L）。
参考文献
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