一種有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于廢水處理領域，具體地，涉及含銅電鍍廢水處理領域，特別地，涉及電鍍廢水中絡合銅離子的去除方法。
【背景技術】
[0002]EDTA是一種重要的人造有機多元酸絡合劑，能與各種金屬陽離子形成高度穩(wěn)定的水溶性絡合物。EDTA的強絡合性能可防止金屬離子沉積，阻止金屬離子的催化作用，增加溶液中金屬離子的可獲得性，或從系統(tǒng)中去除金屬離子，因此被廣泛應用于印刷線路板行業(yè)、濕法冶煉行業(yè)、制藥行業(yè)、污水處理行業(yè)等。這些行業(yè)會產生大量含有有機添加劑的重金屬離子廢水，其中EDTA-Cu絡合物作為重金屬有機廢水的代表物質，具有良好的水溶性，能在較寬的PH范圍內穩(wěn)定存在，且不易形成氫氧化物或硫化物，因此傳統(tǒng)的化學沉淀法不能有效地去除電鍍廢水中的絡合銅離子。這些殘留在環(huán)境中的銅污染物對人類健康和生存環(huán)境的危害極大，如銅對人體造血、細胞生長以及某些酶的活動及內分泌腺功能均有影響;嚴重影響水體自凈的功能;對低等生物和農作物的毒性較大等等。所以，含有絡合劑的重金屬電鍍廢水已然成為環(huán)境治理亟需攻克的一個重大難題。
[0003]目前，處理絡合重金屬廢水的方法主要有:化學沉淀法、氧化法、吸附法和離子交換法。其中，氧化法需大量氧化劑，且藥劑費用高；吸附法需要考慮吸附劑的再生及更新問題;離子交換法也需要考慮離子交換樹脂的頻繁再生問題;而應用較為廣泛的是化學沉淀法，尤其是近年來研究較多的螯合沉淀法，其具有處理效率高、與重金屬離子結合牢固穩(wěn)定等優(yōu)點，但是，該種方法需要先合成重金屬螯合劑，過程較為復雜，且會殘留EDTA這類有機污染物，難以降解，具有致癌、致畸或毒性作用，造成二次污染。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明人進行了銳意研究，提供一種用于有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的組合物以及去除方法，該組合物包括陽離子聚合物、陰離子物質以及任選的PH調節(jié)劑。使用該組合物可直接將絡合銅離子EDTA-Cu—起沉淀除去，達到有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的目的，從而完成了本發(fā)明。
[0005]因此，本發(fā)明一方面涉及一種用于有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的組合物，該組合物包括陽離子聚合物、陰離子物質以及任選的PH調節(jié)劑。
[0006]本發(fā)明另一方面涉及一種采用上述組合物有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的方法，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟1、廢水過濾預處理，得預處理液，
[0008]步驟2、將陽離子聚合物加入預處理液中，渦旋，得混合液A，
[0009]步驟3、將陰離子物質加入混合液A中，渦旋，得混合液B，
[0010]步驟4、過濾混合液B。
【附圖說明】
[0011]圖1示出陰離子配合物[Cu-EDTA]2—的結構示意圖；
[0012]圖2示出Cu-EDTA溶液以及實施例4的沉淀物的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明進行詳細說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。
[0014]根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種用于有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的組合物，該組合物包括陽離子聚合物、陰離子物質以及任選的PH調節(jié)劑。
[0015]所述陽離子聚合物為胺類或銨鹽類陽離子聚合物，優(yōu)選為聚乙烯亞胺、聚二烯丙基甲基氯化銨和/或陽離子聚丙烯酰胺，更優(yōu)選為聚乙烯亞胺。
[0016]所述陽離子聚合物份數(shù)為5?15重量份，優(yōu)選為6?12重量份，更優(yōu)選為8?10重量份。
[0017]所述陰離子物質為陰離子表面活性劑或陰離子聚合物，所述陰離子表面活性劑包括烷基羧酸鹽類、烷基磺酸鹽類和/或烷基硫酸酯鹽類，優(yōu)選地，所述烷基為鏈長為十烷基、十二烷基、十四烷基，十六烷基，或十八烷基，優(yōu)選為十烷基，十二烷基和十八烷基，更優(yōu)選為十二烷基;所述陰離子聚合物為聚苯乙烯磺酸鈉，聚乙烯磺酸鈉，聚丙烯酸鈉和/或陰離子聚丙烯酰胺。
[0018]所述陰離子物質份數(shù)為20?45重量份，優(yōu)選為25?40重量份，更優(yōu)選為30?35重量份。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述組合物任選還包括pH調節(jié)劑，用于調節(jié)添加了陽離子聚合物的電鍍廢水的PH值，以便隨后添加陰離子物質后更有效地去除廢水中的絡合銅離子。
[0020]所述pH調節(jié)劑用于將添加了陽離子聚合物的電鍍廢水的pH值調節(jié)為堿性，優(yōu)選調節(jié)pH值為7.1?14，更優(yōu)選為7.5?12，尤其是8?11，例如調節(jié)pH值為9或10等。
[0021]所述pH調節(jié)劑的選擇不受限制，原則上能實現(xiàn)上述pH值調節(jié)目的即可，可以是常用的無機或有機酸性或堿性試劑，優(yōu)選為無機或有機堿性試劑，例如無機堿如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀或氫氧化鈉等，以及有機堿如乙胺、三乙胺、吡啶等。
[0022]所述pH調節(jié)劑的份數(shù)為O?5重量份，優(yōu)選為I?4重量份，更優(yōu)選為2?3重量份。
[0023]不受任何理論的束縛，本發(fā)明的上述組合物能夠有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的原理可能如下:如圖1所示，在電鍍廢水中，銅離子與m)TA以摩爾比為?:1的金屬配合物的形式存在形成陰離子配合物[CU-EDTA]2—。加入陽離子聚合物，通過靜電吸引作用而捕獲一部分陰離子配合物[Cu-EDTA]2—，同時陽離子聚合物中大量的氮原子也能夠與配合物中的銅離子進行配位作用。但由于EDTA與銅離子的配位常數(shù)很大，其配位非常穩(wěn)定，因此加入的陽離子聚合物并不能取代EDTA與銅進行配位，而是保持陽離子聚合物、EDTA以及銅離子三者之間共存狀態(tài)，并保持陽離子聚合物攜帶正電荷的特性。當加入陰離子表面活性劑或者陰離子聚合物后，通過正負電荷復配的方式而形成聚集體沉降下來，達到去除廢水中絡合銅離子的目的。
[0024]因此，根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供一種采用上述組合物有效去除電鍍廢水中絡合銅離子的方法，該方法包括以下步驟:
[0025]步驟1、廢水預處理，得預處理液。
[0026]在步驟I中，廢水的預處理主要為過濾，目的是去除掉廢水中的懸浮物以及顆粒固體雜質，以免影響后續(xù)的處理。
[0027]步驟2、將陽離子聚合物加入預處理液中，渦旋，得混合液A。
[0028]在一種優(yōu)選的實施方式中，在步驟2中，如上所述，所述陽離子聚合物包括聚乙烯亞胺、陽離子聚丙烯酰胺和/或聚二烯丙基甲基氯化銨，優(yōu)選為聚乙烯亞胺。
[0029]在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述陽離子聚合物例如聚乙烯亞胺的分子量為1000?100000g/mol，優(yōu)選 1500 ?80000g/mol，例如可以是 1800g/mol、10000g/mol 或 70000g/mo I ο
[0030]將陽離子聚合物加入預處理液中之后，采用渦旋振蕩器渦旋數(shù)分鐘，渦旋有利于充分混合，優(yōu)選地，禍旋3?8分鐘，更優(yōu)選5分鐘。
[0031 ]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，在步驟2混合之后，調節(jié)混合液A的pH值，為此可以添加PH調節(jié)劑，用于調節(jié)添加了陽離子聚合物的電鍍廢水的pH值。
[0032]如上所述，pH調節(jié)劑用于將添加了陽離子聚合物的電鍍廢水的pH值調節(jié)為堿性，優(yōu)選調節(jié)pH值為7.1?14，更優(yōu)選為7.5?12，尤其是pH值為8?11，例如調節(jié)pH值為9或10等。所述PH調節(jié)劑可以是常用的無機或有機酸性或堿性試劑，優(yōu)選為無機或有機堿性試劑，例如無機堿如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀或氫氧化鈉等，以及有機堿如乙胺、三乙胺、吡啶等。所述PH調節(jié)劑的份數(shù)為O?5重量份，優(yōu)選為I?4重量份，更優(yōu)選為2?3重量份。
[0033]步驟3、將陰離子物質加入混合液A中，渦旋，得混合液B。
[0034]其中，陽離子聚合物、EDTA和銅離子三者復合物共存呈現(xiàn)正電性，加入的陰離子物質與陽離子聚合物、EDTA和銅離子三者復合物進行正負電復配形成大的聚集體而沉淀下來。
[0035]在一種優(yōu)選的實施方式中，如上所述，在步驟3中，所述陰離子物質可以為陰離子表面活性劑，例如烷基羧酸鹽類、烷基磺酸鹽類和/或烷基硫酸酯鹽類等表面活性劑，優(yōu)選地，所述烷基的鏈長為十烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基，優(yōu)選為十烷基、十二烷基和十八烷基，更優(yōu)選為十二烷基；其中，陽離子聚合物、EDTA和銅離子三者復合物共存呈現(xiàn)正電性，加入的陰離子物質與陽離子聚合物、EDTA和銅離子三者復合物進行正負電復配形成大的聚集體而沉淀下來。
[0036]在一種優(yōu)選的實施方式中，如上所述，在步驟3中，所述陰離子物質可以為陰離子聚合物，所述陰離子聚合物為聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸鈉和/或陰離子聚丙烯酰胺，優(yōu)選為聚苯乙烯磺酸鈉。
[0037]在更進一步優(yōu)選的實施方式中，在步驟3中，所述陰離子聚合物的分子量為5000?100000g/mol，優(yōu)選為6000?80000g/mol，例如為6800g/mol或70000g/mol。
[0038]步驟4、過濾混合液B。
[0039]經過對濾液的分析，其中絡合銅離子得到有效去除。
[0040]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0041 ] (I)本發(fā)明提供的方法能夠有效去除電鍍廢水中的絡合銅離子；
[0042](2)本發(fā)明提供的方法可直接去除絡合銅離子EDTA-Cu，，省去了將EDTA與銅離子去