申请日2012.12.13
公开(公告)日2013.02.27
IPC分类号C02F9/04; C02F1/20; C02F1/42; C02F1/66; C02F1/52
摘要
本发明提供一种氧化铜生产工艺中盐碱废水处理方法，包括如下步骤：步骤Ⅰ：将所述盐碱废水固液分离获得第一上清液，对所述第一上清液进行吹脱处理，用于降低第一上清液中氨氮含量;步骤Ⅱ：往所述步骤Ⅰ处理后的所述第一上清液加入酸性铜液，搅拌获得混合体系，调节所述混合体系的pH值为6～9;步骤Ⅲ：往所述混合体系中加入絮凝剂，控制所述絮凝剂与混合体系的质量比为1:40～60;步骤Ⅳ：将所述混合体系固液分离获得第二上清液，所述第二上清液通过金属离子处理装置及氨氮处理装置，用于降低或去除所述第二上清液中的金属离子以及氨氮含量。本发明提供的盐碱废水处理方法高效方便，能达到资源回收及达标排放的目的。
权利要求书
1.一种氧化铜生产工艺中盐碱废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤Ⅰ：将所述盐碱废水固液分离获得第一上清液，对所述第一上清液进 行吹脱处理，用于降低第一上清液中氨氮含量;
步骤Ⅱ：往所述步骤Ⅰ处理后的所述第一上清液加入酸性铜液，搅拌获得 混合体系，调节所述混合体系的pH值为6～9;
步骤Ⅲ：往所述混合体系中加入絮凝剂，控制所述絮凝剂与混合体系的质 量比为1:40～60;
步骤Ⅳ：将所述混合体系固液分离获得第二上清液，所述第二上清液通过 金属离子处理装置及氨氮处理装置，用于降低或去除所述第二上清液中的金属 离子以及氨氮含量。
2.根据权利要求1所述的盐碱废水处理方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ吹 脱处理中控制气水比为2500～3000:1。
3.根据权利要求1所述的盐碱废水处理方法，其特征在于，所述酸性铜液 为硫酸铜母液，其pH值为0.3～1，铜含量为60～80mg/L。
4.根据权利要求1所述的盐碱废水 处理方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ中 控制所述絮凝剂的加入速度为0.1～0.2m3/h。
5.根据权利要求1或4所述的盐碱废水处理方法，其特征在于，所述絮凝 剂为质量分数为0.1～0.3%的聚丙烯酰胺水溶液，或质量分数为5%～10%的聚 合氯化铝水溶液。
6.根据权利要求1所述的盐碱废水处理方法，其特征在于，所述金属离子 处理装置与氨氮处理装置均为离子交换柱。
7.根据权利要求6所述的盐碱废水处理方法，其特征在于，所述金属离子 处理装置中活性成分为苯乙烯系螯合阳离子交换树脂;氨氮处理装置中活性成 分为强酸性阳离子交换树脂。
说明书
一种氧化铜生产工艺中盐碱废水处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体是涉及一种利用碱式氯化铜生产氧化铜所产 生废水的处理方法。
背景技术
氧化铜作为一种重要的化工原料，其在陶瓷、染料、玻璃、电子及化工等行 业都有着广泛的应用。现有技术中利用含铜蚀刻废液生产的碱式氯化铜作为原 料，加入氢氧化钠或氢氧化钾等强碱溶液，加热碱转制得单斜系晶态氧化铜， 此生产过程中经压滤所产生的盐碱废水，其温度较高，且pH一般在12～14， 氨氮含量约在200～700mg/L，同时压滤过程中会有少量细小氧化铜颗粒透过滤 布，因此，废水中铜含量约在7～14mg/L，废水中各项指标均未能达到排放标准， 必须经过处理才能排放。
目前针对含铜废水处理的方法较多，主要有如下几种：
1)化学沉淀法，主要分为石灰法和硫化物沉淀法等。
●石灰法
石灰法是作为工业上处理含铜等重金属离子酸性废水应用较广的一种方 法，其机理主要是在废水中添加石灰提高其pH值，使铜等重金属离子生成难溶 氢氧化物沉淀，从而降低废水中铜离子含量而达到排放标准。在没有络合剂存 在的条件下，石灰法能除去废水中大部分的铜等重金属离子，且方法简单，处 理成本低、处理效果好，但处理后的净化水有较高的pH值及钙硬度，净化水有 严重的结垢现象，必须采用合适的水质稳定措施进行阻垢后才能实现回用。
●硫化物沉淀法
当废水中的铜以络合物的形式存在而常规的中和沉淀法无法处理时，常用 硫化物沉淀法。该法是利用添加剂Na2S等能与重金属形成稳定的硫化沉淀物的 原理，从而达到去除重金属的目的。该法沉铜效果较好，但是在生产过程中易 产生剧毒气体H2S，污染厂区环境，危害员工健康。
2)吸附处理法。吸附处理法是利用固体表面分子或原子因受力不均衡而具 有剩余的表面活性能，当水中的铜离子碰撞固体表面时，受到这些不平衡的吸 引力而停留在固体表面上。这些吸引力主要是溶质与固体表面的亲和力、溶质 与吸附剂之间的静电引力、范德华力或化学键力。吸附过程结束后，吸附剂经 过一定处理可以解吸并重复利用，吸附及洗脱的铜离子可以回收利用。活性炭 吸附法是一种常用的含铜废水处理技术，但是铜与活性炭形成的稳定性较差， 且成本较高。
3)电解法。电解法作为一种较为成熟的水处理技术，以往多用于处理含氰、 含铬的电镀废水，近年已广泛应用于处理印染废水、制药废水、制革废水、造 纸黑液等。在对含铜废水进行电解时，Cu2+向阴极迁移并在电极表面析出，从而 达到有效降低体系中Cu2+的目的。电解法具有设备自动化程度高的优点，适于 处理含铜较高的废水，对于低浓度含铜废水的处理需要先行对铜进行富集。
4)溶剂萃取法。利用铜离子在有机相和水相中分配系数不同，使铜离子浓 缩于有机相中，从而达到去除或降低水中铜离子含量的分离方法。该方法可同 时回收有价金属铜，但处理后废水往往不能达到排放标准，需要进一步处理。 此外，由于有机溶剂使用量大，故对设备和安全的要求高，需要配套各项防火 防爆等设施。
5)离子交换法。该方法是铜离子与离子交换树脂发生交换，以达到富集铜 离子、消除或降低废水中铜离子的目的。采用离子交换法来处理含铜废水的优 点主要是处理能力大、占地少、不需对废水进行分类处理、可以反复再生使用， 工作寿命长，虽然一次投入费用较高，但运行成本较低。在化工生产中，离子 交换树脂技术正在取代一些沉淀、溶剂萃取及精馏等处理过程，目前也已应用 在许多非常受关注的环境保护问题上。
而对于氨氮废水，传统的处理工艺主要有加碱吹脱法、蒸发浓缩法、树脂 交换法、生化法等。上述各种方法针对这种盐碱废水处理都还存在着种种缺陷， 任何一种单一的处理方法都较难实现将其处理到达标排放。
发明内容
为解决上述问题，针对这种盐碱废水特性，结合各种废水处理工艺优缺点， 本发明提供一套盐碱废水处理系统，对废水进行合理处理的同时尽可能地回收 铜、氨氮等主要成分，达到资源回收及达标排放的目的。
这种氧化铜生产工艺中盐碱废水处理方法，包括如下步骤：
步骤Ⅰ：将所述盐碱废水固液分离获得第一上清液，对所述第一上清液进 行吹脱处理，用于降低第一上清液中氨氮含量;
步骤Ⅱ：往所述步骤Ⅰ处理后的所述第一上清液加入酸性铜液，搅拌获得 混合体系，调节所述混合体系的pH值为6～9;
步骤Ⅲ：往所述混合体系中加入絮凝剂，控制所述絮凝剂与混合体系的质 量比为1:40～60;
步骤Ⅳ：将所述混合体系固液分离获得第二上清液，所述第二上清液通过 金属离子处理装置及氨氮处理装置，用于降低或去除所述第二上清液中的金属 离子以及氨氮含量。
其中，所述步骤Ⅰ吹脱处理中控制气水比为2500～3000:1。可根据实际吹 脱塔的工作功率和曝气量调整合适的进水速度，达到合适的气水比。
其中，所述酸性铜液为硫酸铜母液，其pH值为0.3～1，铜含量为60～ 80mg/L。此处不直接用酸液中和，而采用酸性铜液，不仅能达到中和的目的， 还可以获得铜产品。
其中，所述步骤Ⅲ中控制所述絮凝剂的加入速度为0.1～0.2m3/h。
其中，所述絮凝剂为质量分数为0.1～0.3%的聚丙烯酰胺水溶液或质量分数 为5%～10%的聚合氯化铝水溶液。絮凝剂的加入能加快铜泥的生成以及促进铜 泥的沉淀。
其中，所述金属离子处理装置与氨氮处理装置均为离子交换柱。
其中，所述金属离子处理装置中活性成分为苯乙烯系螯合阳离子交换树脂; 所述氨氮处理装置中活性成分为强酸性阳离子交换树脂。
有益效果：本发明结合各种废水处理工艺优点，针对氧化铜生产工艺中产 生的盐碱废水特性，提供一种简单可行的处理方案，不仅处理工艺成本低廉、 高效方便，在达到废水排放标准的同时，还能从盐碱废水处理中最大程度地回 收铜、氨氮等主要成分，达到资源回收及达标排放的目的。
