电镀含铜模拟废水破络除铜技术研究.pdf

UDC：导师姓氏华东理工大学学位论文模拟含铜电镀废水除铜技术研究华东理工大学学位等级：急± 论文结题日期：2014.04.25 专业名称：吴景兴堂学生工程学论文答辩日期：2014.05.23 学位授予日期：2014.05.23 答辩委员会主席：评委：沈根祥教授级高级工程师赵毅先教授李娟英副教授

作者声明我郑重声明，严格遵守学术道德，崇尚严谨的学风。所提交的学位论文是本人在导师指导下独立完成的研究工作成果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何已发表或他人代写的内容。本论文由本人亲自撰写，内容由本人负责。

华东理工大学硕士学位论文第1页电镀含铜模拟废水除铜技术研究摘要电镀工业已成为世界三大污染工业之一，电镀废水中大量络合重金属的存在和排放标准的提高，使得电镀废水中重金属的处理成为广受关注的世界性难题。本文采用、UV/H202、UV/03、03、零价铁法等多种方法处理以金属铜与单一络合剂(柠檬酸、酒石酸和EDTA)制备的模拟废水，研究各种方法除铜的可行性、最佳处理条件以及络合除铜的机理，为工业应用提供依据。研究表明，对于铜-酒石酸模拟废水，以上方法均能实现出水铜指标达标排放。法最佳条件为：初始pH=3.0，Fe2+：H202摩尔比为1.0：1，H202投加量=0.879/L，FeSO4·7H2O投加量=7.089/L，沉淀pH=-9.50，反应时间=50 min；UV/I-1202法最佳条件为：初始pH=3.0，H202投加量=1.0；UV/03法最佳条件为：初始pH=3.0，03浓度=19.2 mg/L，沉淀pH=9.50，光照时间=120 min；零价铁法最佳条件为：初始pH=2.5，铁粉投加量=0.49/L，沉淀pH=9.50，反应时间=16 hours。

对于铜-柠檬酸模拟废水，氧化法和零价铁法均可达到铜的排放标准，而UV/H202、03、UV/03法效果不佳。法的最佳条件为：初始pH=-6.0，Fe2+：H202摩尔比为1.6：1，H202加入量=0.939/L，FeSO4·7H20加入量=12.089/L，沉淀pH=9.50，反应时间=50min；零价铁法的最佳条件为：初始pH=2.5，铁粉加入量=0.89/L，沉淀pH-9.50，振荡时间为16h。与另外两种废水相比，铜·EDTA模拟废水最难处理。本文研究仅UV/法和零价铁法能达到铜的达标排放，法、UV/H2O2法、03法、UV/03法效果不佳。UV/法最佳条件为：初始pH=2.5，Fe2+：H2O2摩尔比为1.6：1，H2O2投加量=1.409/L，FeSO4·7H2O投加量=18.189/L，沉淀pH-9.50，反应时间=50min；铁粉法最佳条件为：初始pH=2.5，铁粉投加量=0.59/L，沉淀pH=9.50，振荡时间为18h。本研究采用的方法均绿色环保，不产生有毒有害副产物，处理效率高。通过一系列的研究工作，最终针对每一种模拟废水找到了一种或多种处理方法及最佳条件，为实际含络合铜电镀废水处理方法的选择奠定了理论基础。关键词：含铜电镀废水；破碎络合物；；UV/H202；UV/03；03；零价铁；总铜

ＰＰｅｒ－ｃ．ｍｏｘｒｅｃｘｅｒ的研究成果已在电镀废水处理及精加工中得到广泛应用。电沉积是其中一种材料处理方法。 fｓｍｌａｔｔｌａｓ方法中的方法 ...方法在方法在方法在方法在方法在方法在方法在方法在方法在方法在方法在e't：，laoU＇as。７。，一e—c…oesp。ｚer？一v小nt：：眦三∞三冀：＝苇—c。ｋ：脚vilei。land 。m。公司的铜-焦油废水处理结果表明，本文研究的铜-焦油废水处理结果表明，本文研究的铜-焦油废水处理结果表明，本文研究的铜-焦油废水处理结果表明，本文研究的铜-焦油废水处理结果表明。

００２do～sage＝0' 竺善：7uHv２0 邶dosa：g 眦e＝7㈣． 099．：一ｍ—ｍ—ｍ／Ｉp儿－－．！ 一：・一－．＂－二＂一一'Ｈ２０２ｍ儿兰１Ｈ…２０２dodo～sage＝0' 竺善：７uＨv２０邶：g 眦e＝7㈣． 099．：一ｍ—ｍ—ｍ／Ｉp儿－－．． uv，pH＝9．50，反应时间＝5ｍ—ｍ．03，约１２∽er． ”“”． … ２一一Ｈ２０２…do，s．age＝l“．079ě／L． …onpH凉＝9．50，＝70ｍ—ｍ．～；o—ptＬ，０３剂量＝lyzＩ χ １２ ∽ er． ”“”． … ２一一Ｈ２０２…do，s．age＝l“．079ě／L．制备工艺：pH＝9.50，反应时间＝70min；最佳条件：pH：9.50，反应时间；最佳条件：。，。。以氯仿-c-硝酸为原料。

lero hiigh ah al 解， hh in hh，eu Fve／n HT02n．２ａ，n． d３ｚ－uvval／e． nt３．汉特罗德麦克尼给出了 ∞ Humi 的标准。林特．效果极佳。具体反应区域：0１l． loh２woos．２u，ptlｍgael：cOU．．０．４．７Ｈ２０法：初始ｐＨ＝６．０，Ｆｅ２＋：Ｈ２０摩尔比为１．６．７．５，投加量为２００ｍｍ。６９７Ｌ'反应…“…“Ｐ' 反应Ｌ１１１１Ｖ１－）…… 公司针对两类废水，采用铜－ＥＤＴＡ废水法，进行处理。该方法通过ＯＭＤ的ＵＮＤ视觉．ＭＳＥＴＨＯＤＯＵＴＲＣＥＰＡＮＳＥＲＲＥＴ．该方法通过ＯＭＤ的ＵＮＤ视觉．ＡＵＮＳＥＲＲＥＴ．该方法通过ＯＭＤ的ＵＮＤ视觉．

７６／Ｌ，沉淀ＰＨ＝９．５０，反应时间２５０ｍｉｎ；零价铁法最佳条件为：初始ＰＨ＝２．５，铁投加量２０．５９／Ｌ，沉淀ＰＨ＝９．５０，反应时间２５０ｍｉｎ。本研究采用的方法对环境友好，不会产生任何有毒副产物，且处理效率高。通过一系列研究，最终找到一种或多种方法的最佳条件，从而为实际电镀废水处理方法的选择奠定了理论基础。关键词：含铜电镀废水；；UV／H202；UV／O3；O3；零价铁；总铜

第 1V 页华东理工大学硕士学位论文目录第一章引言……………………………………………………………………………………1 1.1 电镀废水的来源及组成…………………………………………………………1 1.2 含重金属电镀废水的危害……………………………………………………………2 1.3 几种常用电镀废水螯合剂的特点………………………………………3 1.3.1 柠檬酸……………………………………………………………………………………3 1.3.2 酒石酸……………………………………………………………………………………3 1.3.3 EDTA…………………………………………………………………………………………………………．３ 1.4 研究目的与意义…………………………………………………………………………………… ３第二章重金属废水处理技术概述………………………………………………………… ５ 2.1 物理法………………………………………………………………………………………… ５ 2.1.1 蒸发浓缩法………………………………………………………………………… ５ 2.1.2 浮选法……………………………………………………………………………… ５ 2.2 化学沉淀法…………………………………………………………………………… ５ 2.2.1 中和沉淀法……………………………………………………………………… ５ 2.2.2 硫化物沉淀法……………………………………………………………………… ６ 2.2.3 铁氧体共沉淀法…………………………………………………………… ６ 2.2.4 重金属螯合物沉淀法…………………………………………………………… ６ 2.3 电解法 2.4 高级氧化法………………………………………………………………………………………………7 2.4.1 法………………………………………………………………………………………………8 2.4.2 UV/ 法…………………………………………………………………………………………9 2.4.3 UV/H202 法…………………………………………………………………………………………9 2.4.4 UV/CWOP 法……………………………………………………………………………………………………9 10 2.4.5 UV/Ti02 法……………………………………………………………………………………………… 10 2.5 铁碳微电解法…………………………………………………………………………………… 11 2.6 吸附法………………………………………………………………………………………… 11 2.7 离子交换法 2.8 生物法…………………………………………………………………………………… １２ 2.8.1 生物絮凝法………………………………………………………………………… １３ 2.8.2 生物吸附法……………………………………………………………………………… １４ 2.8.3 植物修复法………………………………………………………………………… １４

华东理工大学硕士学位论文第 V 页第三章实验材料与方法……………………………………………………………………………………………… 15 3.1 实验仪器与试剂………………………………………………………………………………………… 15 3.1.1 实验仪器………………………………………………………………………………………… 15 3.1.2 实验试剂………………………………………………………………………………………… 15 3.2 直接化学沉淀法除铜效果比较……………………………………………………………… 16 3.3 法处理含铜模拟复杂废水……………………………………………………………… 16 3.3.1 实验装置………………………………………………………………………………………… 16 3.3.2 实验步骤………………………………………………………………………………………… 。１７ 3.4 UV/ 法处理含铜模拟废水…………………………………………………………………… １８ 3.4.1 实验目的………………………………………………………………………………………… ．１８ 3.4.2 实验装置…………………………………………………………………………………… ．１８ 3.4.3 实验步骤…………………………………………………………………………………… ．１９ 3.5 UV/H202 法处理含铜模拟废水……………………………………………………………… ．１９ 3.5.1 实验装置…………………………………………………………………………………… ．１９ 3.5.2 实验步骤…………………………………………………………………………………… ．１９ 3.5.3 单独使用 UV/H202 对铜的影响…………………………………………………………………… ．２１３．６．１实验装置……………………………………………………………………………………………… ２１３．６．２实验步骤………………………………………………………………………………………… ２２３．７ UV/03 法处理模拟含铜废水……………………………………………………………… ２２３．７．２ UV/03 法处理模拟含铜废水………………………………………………………………… ２２３．８．２ UV/03 法处理模拟含铜废水

２３ 3.7.1 实验装置………………………………………………………………………………………………．２３ 3.7.2 实验步骤…………………………………………………………………………………………．２３ 3.8 零价铁法处理模拟含铜废水……………………………………………………………………．２４ 3.8.1 实验装置…………………………………………………………………………………………．２４ 3.8.2 实验步骤……………………………………………………………………………………．２４ 3.9 分析指标与分析方法……………………………………………………………………．２５ 3.9.1 总铜……………………………………………………………………………………………………．２５ 3.9.2 总铜…………………………………………………………………………………………………………． 3.9.2 溶解有机碳（TOC）………………………………………………………………………… ２５ 3.9.3 COD…………………………………………………………………………………………………… ２５ 3.9.4 三种络合剂浓度的测定……………………………………………… ２５第四章氧化法处理复杂废水………………………………………… ２６ 4.1 直接化学沉淀法除铜效果比较………………………………………… ２６

华东理工大学硕士学位论文第 VI 页 4.2 法处理柠檬酸含铜模拟废水……………………………………………………………… ２７ 4.2.1 Fe2+与 H202 摩尔比对铜去除率的影响………………………………………… ２７ 4.2.2 初始 pH 对铜去除率的影响…………………………………………………… ２８ 4.2.3 H202 投加量对铜去除率的影响…………………………………………… ２８ 4.2.4 铜去除机理的初步研究…………………………………………………………… ２９ 4.3 法处理酒石酸含铜模拟废水……………………………………………………… ２９３３ 4.3.1 Fe2+与 H202 摩尔比对铜去除率的影响………………………………………………… ３３ 4.3.2 初始 pH 对铜去除率的影响４．３．３ H202 投加量对铜去除率的影响………………………………………………………… ３４４．３．４铜去除机理初步研究…………………………………………………………………… ３５４．４法处理 EDTA-铜模拟废水………………………………………………………… ３５４．５．４法处理 EDTA-铜模拟废水…………………………………………………………… ３５ 4．５．４法处理 EDTA-铜模拟废水３８４．４．１ Fe2+与 H202 摩尔比对铜去除率的影响…………………………………………………… ３８４．４．２初始 pH 对铜去除率的影响…………………………………………………………………… ３９４．４．３ H202 投加量对铜去除率的影响………………………………………………………… ４９４．４．４除铜机理初步研究………………………………………………………………………… ４０４．４．５ UV/ 法处理铜-EDTA 模拟废水……………………………………………… ４３４．５本章小结………………………………………………………………………………………… ４４４．５．１法处理柠檬酸-铜模拟废水……………………………………………… ４５４．５.2 法处理酒石酸及铜模拟废水……………………………………………… ４４ 4.5.3 法处理 EDTA 及铜模拟废水……………………………………………… ４５第五章 UV/H202 氧化法处理复杂铜废水…………………………………………………… ４６ 5.1 UV/H202 法处理柠檬酸及铜模拟废水………………………………………… ４６ 5.1.1 反应时间对废水处理效果的影响5.1.2 初始pH对铜去除率的影响……………………………………………… ４７ 5.1.3 H202 投加量对铜去除率的影响………………………………………… ４８５．１．４铜去除机理的初步研究…………………………………………………………．４８５．２ UV/H２０２法处理酒石酸-铜模拟废水…………………………………………………………………… ５０５．２．１反应时间对铜去除率的影响……………………………………………………………… ５０５．２．２初始pH对铜去除率的影响……………………………………………………………… ５０５．２．3 H２０２投加量对铜去除率的影响………………………………………………………… ５１ 5．２．４铜去除机理的初步研究…………………………………………………………………… ５３ 5．３ UV/H２０２法处理EDTA-铜模拟废水……………………………………………………………… ５５５４ 5.3.1 反应时间对铜去除率的影响…………………………………………………………………… ５４

5.3.2 初始pH对铜去除的影响………………………………………………………………………… 55 5.3.3 H202 投加量对铜去除的影响……………………………………………………………… 56 5.3.4 铜去除机理的初步研究……………………………………………………………… 56 5.4 本章小结………………………………………………………………………………………… 58 5.4.1 UV/H202 处理柠檬酸和铜模拟废水…………………………………………………… 58 5.4.2 UV/H202 处理酒石酸和铜模拟废水…………………………………………………… 58 5.4.3 UV/H202 处理 EDTA 6.1.1 反应时间对铜去除率的影响……………………………………………………………… 60 6.1.2 初始 pH 对铜去除率的影响……………………………………………………………… 60 6.1.3 除铜机理初步研究……………………………………………………………………60 6.1.4 03 氧化法处理柠檬酸含铜模拟废水………………………………………………60 6.1.5 03 法处理柠檬酸含铜模拟废水………………………………………………60 6.1.6 反应时间对铜去除率的影响…………………………………………………60 6.1.7 初始 pH 对铜去除率的影响…………………………………………………60 6.1.8 除铜机理初步研究……………………………………………………………60 ６l ６.2 03 法吸附调节器至２００４年………………………………………………………… ６２６.2.1 吸附调节器通量调制2004 ……………… 62 6.2.2 耦合调制2004 的优先级……………… 63 6.2.3 耦合调制2004 的优先级…………………… 65 6.3.1 耦合调制2004 的优先级…………………… 66 6.3.2 耦合调制2004 的优先级…………………… 67水水水６７６．４本章小结……………………………………………………………………………………………… ６９６．４．１０３柠檬酸—铜模拟废水处理……………………………………………………………… ６９６．４．２０３酒石酸—铜模拟废水处理……………………………………………………………… ６９６．４．３０３ EDTA—铜模拟废水处理………………………………………………………… ６９第七章 UV/０３氧化法处理复杂铜废水………………………………………………………… ７０ 7．1 UV/０３法处理柠檬酸-铜模拟废水…………………………………………………… ７０７０７．１．１反应时间对铜去除率的影响………………………………………………………… ７０７．１．２初始pH对铜去除率的影响………………………………………………………… ７０７．１．３铜去除机理的初步研究………………………………………………………… ７１７．２ UV/０３法处理酒石酸-铜模拟废水…………………………………………………… ７２７．２．１反应时间对铜去除率的影响………………………………………………………… ７２７．２．２初始pH对铜去除率的影响…………………………………………………… ７３