[发明专利]一种络合铜废水的处理方法

说明书

本发明公开了一种络合铜废水的处理方法，将水合氧化铁负载在强酸性阳离子交换树脂上，制成负载型HFO‑D001复合纳米催化剂，非均相类芬顿体系产生强氧化性的羟基自由基氧化废水中的络合态重金属，通过破坏络合离子的稳定结构，从而使重金属从络合物中游离出来，络合物得以降解，同时HFO‑D001催化剂对游离的重金属离子进行吸附。本发明构建HFO‑D001催化剂类芬顿体系，在废水处理中通过废水实际情况调整废水的pH值，一步法即可达到良好的处理效果，催化剂重复使用后仍然具有较好的催化活性，可大大降低废水处理成本。不需要很多的设备投资和运行成本，取材方便运行简单，具有重大的环境和经济效益。

技术领域

本发明属于络合重金属废水处理工艺领域，具体涉及一种络合铜废水的处理方法。

背景技术

废水中重金属不仅以游离态的形式存在，还会与水体中含有的乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、酒石酸等络合剂形成络合重金属。络合重金属废水由于来源广、排放量大、成分复杂，一直是水质净化领域的难点和热点问题。一般来说，游离态的重金属离子能够容易地被化学沉淀、吸附和离子交换等常规方法有效从水体中去除。但是，由于金属离子与络合剂中羧基、氨基、酚羟基和巯基等有机配体之间形成的结构十分稳定，常规方法难以去除络合重金属。

近年来，许多新方法被开发用于络合重金属废水的处理，这些方法的基本原理都是基于对络合重金属化学破络后，再二次处理游离出来的重金属离子，可简单地划分为两步法和单步法。典型的两步法是Fenton试剂氧化-沉淀法，具体来说，Fenton试剂中的亚铁离子催化H₂O₂分解产生具有很高氧化还原电位的羟基自由基(·OH)，·OH能将络合重金属氧化破络，将其中的重金属转变为游离态重金属离子，再加碱沉淀，即可实现重金属去除。但是，Fenton氧化法-沉淀法的操作过程繁杂，需要不断调节体系的pH，处理过程中药剂消耗大，易产生剩余污泥等二次污染。截至目前，零价铁交换-沉淀法，TiO₂光催化法，电化学法和光电氧化法等单步法处理络合重金属过程得到了研究人员的持续关注。与两步法相比，单步法能够在一个体系中同时实现络合重金属破络和游离重金属离子去除，具有操作简便易行的优势。然而，单步法在实际应用过程中的一些挑战仍然在阻碍它们的发展。例如，零价铁在水中极易被氧化为铁氧化物，不利于其表界面进一步与络合重金属发生反应。由于光生电子与空穴的快速复合，大规模地使用TiO₂光催化来同步氧化破络和还原游离出来的重金属离子，从而实现络合重金属的高效去除，还需要进一步研究和探讨。高能耗和阳极钝化现象始终困扰着电化学废水处理过程，因此开发新的处理方法和工艺尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于为了改进现有技术的不足而提供一种络合铜废水的处理方法。

本发明的技术方案为：先调节含铜废水的pH，再加入HFO-D001催化剂和双氧水，置于震荡床中，使该废水中的络合铜破络转化为游离铜离子和有机物，得以被吸附和降解。

本发明的具体技术方案为：一种络合铜废水的处理方法，其具体步骤如下：

1)制备水合氧化铁-树脂D001(HFO-D001)催化剂：

将大孔树脂D001加入到1mol/L的FeCl₃溶液中，经磁力搅拌反应10～12h后，洗涤、干燥，再加入到氢氧化钠溶液中，电动搅拌反应10～12h，洗涤、真空干燥，得到HFO-D001催化剂；其中所制备的HFO-D001催化剂中单质铁的质量占载体树脂D001的质量比为9～12％；

2)向含EDTA-Cu废水中加入步骤1)制备的HFO-D001催化剂，调节pH后，加入30％双氧水，然后置于震荡床中，在200～300rpm下震荡反应4～6h。

优选步骤1)中大孔树脂D001加入到FeCl₃溶液中质量与FeCl₃溶液的体积比为10～20g/L。