[发明专利]电催化法处理铜氨络合废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电催化法处理铜氨络合废水的方法。

背景技术

高浓度铜氨络合是工业废水生产过程中的一类常见废水，也是较难处理的工业废水之一，其主要来源于印制电路板行业、电镀行业以及制药行业等。高浓度铜氨络合废水排放到环境中，容易引起水中藻类大量繁殖和生长，形成富营养化污染，严重时会使水中溶解氧含量下降，鱼类大量死亡。同时也给自来水处理厂运行带来困难，造成饮用水的异味。铜离子的存在不仅会影响氨氮的去除，也会对废水的生化处理造成严重影响。如铜离子浓度高于20mg/L时，将对厌氧生物处理过程产生抑制作用。随着水体富营养化问题的日益严峻以及人们对氨氮废水危害水环境质量的深入认识，我国废水处理中对氨氮的处理标准日益严格。如何经济高效地去除水中高浓度铜氨络合废水是目前亟待解决的主要问题之一。

目前，铜和氨作为单项污染物，均有相对成熟的处理方法。而铜氨络合形成稳定复合物，使其处理难度加大。铜氨络合废水处理的方法主要有：氨吹脱法，化学沉淀法、重金属捕集剂和还原法等方法。氨吹脱法去除效率较高，运行成本较低，可回收到质量分数为30％以上的氨水或硫酸铵。但吹脱气体易造成二次污染问题，吹脱过程受溶液pH值和温度影响较大，铜离子的存在增加了氨吹脱法的难度。化学沉淀法可有效避免吹脱法造成的臭味问题，处理效果也不受温度的影响，但化学沉淀过程中主要投加硫化物形将铜氨络合物反应成更稳定的CuS沉淀洗出，由于硫化物加入量往往需要投加过量，会产生二次污染问题。投加重金属捕集剂法处理方法简单，效果好，但处理成本高。还原法多采用铁还原置换铜，方法简单有效，但会产生大量的污泥。因此开发高效去除铜氨络合废水是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种电催化法处理铜氨络合废水的方法，该方法能够同时实现对铜离子的还原和对破络后氨氮的氧化，实现铜氨络合废水的高效去除。

本发明所采用的技术方案是，电催化法处理铜氨络合废水的方法，以析氯电极作为阳极，钛网为阴极，通入铜氨络合废水，对铜氨络合废水进行电解催化处理，处理后的废水直接排放或进入后续处理。

本发明的特点还在于，

铜氨络合废水中氨氮的初始浓度为1015～9344mg/L，氯离子浓度为15000～41235mg/L，铜离子浓度1974～5279mg/L，初始pH值为8～12。

电解催化处理过程中的工艺参数为：在室温和搅拌条件下，电流密度为1.8～10.7mA/cm²，电解时间为30min～240min，电极间距为2.5cm。

本发明的有益效果是，本发明电催化法处理铜氨络合废水的方法，对高浓度铜氨络合废水的脱氮效率高，在一定条件下，处理效率接近100％，可实现铜氨络合废水的直接排放或回用。同时在处理过程中存在的有机物和氯离子均具有一定的去除效果。另外，铜氨络合废水多为碱性，电解法对废水pH无特殊要求，碱性条件下可直接电解，减少实际处理过程中中和所需要投加酸，因此电催化法在整个处理过程中无需加入其他化学试剂，有效避免二次污染问题和成本问题。此外，电催化法操作简单，易于控制，可根据废水处理实际工艺要求进行调整，即可作为铜氨络合废水的预处理单元，也可作为最终处置技术，因此，本发明对铜氨络合废水的处理具有良好的经济效益和环境效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明电催化法处理铜氨络合废水的方法，以析氯电极作为阳极，钛网为阴极，通入铜氨络合废水，氨氮的初始浓度为1015～9344mg/L，氯离子浓度为15000～41235mg/L，铜离子浓度1974～5279mg/L，初始pH值为8～12，对铜氨络合废水进行电解催化处理，其工艺参数为：在室温和搅拌条件下，电流密度为1.8～10.7mA/cm²，电解时间为30min～240min，电极间距为2.5cm处理后的废水直接排放或进入后续处理。

本发明电催化法处理铜氨络合废水的方法，首先在电解还原作用在阴极表明对铜离子进行还原，在阴极表面可观察到明显的铜沉积现象。铜离子还原后，游离氨氮释放到水中，在阳极表面进行直接氧化为氮气。同时，高浓度铜氨络合废水中往往含有高浓度氯化物盐，氯离子可在阳极表面进行氧化反应得到次氯酸，从而对水中氨氮进行间接氧化。因此，破络后游离氨氮在水中经过直接和间接氧化过程将其转化为氮气，实现氨氮的有效去除。

实施例1