铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺处理HEDP预镀铜废水试验研究

论文摘要

HEDP（羟基亚乙基二膦酸）预镀铜是一种极具发展潜力的无氰预镀铜工艺。然而该工艺产生的废水中TP、COD、Cu2+浓度都很高,主络合剂HEDP及其与Cu2+形成的络合物性质非常稳定,因此该废水的处理难度非常大,目前尚无有效处理方法的报道。本研究以HEDP预镀铜实际废水为研究对象,开发能同时去除废水中重金属铜和络合剂HEDP等有机物的可行处理方法,研究铁盐沉淀与Fenton氧化法处理该废水的影响因素及机理,并进一步开展铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺的实际工程应用,经研究,取得以下几点主要结果:（1）NaOH沉淀法对HEDP预镀铜废水几乎无处理效果,Ca（OH）2沉淀法在pH=12.5时对该废水中Cu2+、TP去除率分别为14.0%、13.2%;当双氧水量为40ml·L-1时,Fenton氧化法对废水中TP、COD、Cu2+的去除率分别能达到81%、92%和93%,但单独采用Fenton氧化法处理该废水的药剂消耗量大;铁屑法能使废水处理后达到排放标准,但铁屑法存在连续运行易板结,铁屑表面易钝化的缺陷;当反应pH =2.5时,三价铁盐沉淀法对废水中TP、COD的去除率均达到92%以上。（2）三价铁盐沉淀法处理HEDP预镀铜废水的最佳条件为:pH=2.5、Fe3+投加量1100 mg·L-1、反应时间10 min,此时废水中TP、COD、Cu2+去除率分别达到95%、94%和31%,三项指标均达到GB21900-2008电镀污染物排放标准。三价铁盐沉淀法处理该废水的机理可能是:Fe3+取代Cu2+与HEDP络合并进一步聚合形成沉淀,同时Cu2+一部分游离出来,另一部分可能被吸附或络合共沉淀而去除;Fe3+与HEDP的反应摩尔比随着Fe3+投加量的增加而增大。（3）先将FeSO4氧化产生Fe3+,再利用Fe3+沉淀法处理该废水,同样可使TP、COD、Cu2+三项指标均达到GB21900-2008电镀污染物排放标准,该改进方法可有效节约药剂成本。（4）Fenton氧化法深度处理HEDP预镀铜废水的最优条件为:初始pH=2.5,H2O2投加量0.5 ml·L-1,[Fe2+]/[H2O2]=1.0,氧化反应时间20 min。在优化反应条件下,处理后出水浓度分别为0.17、25、0.22 mg·L-1,达到电镀污染物排放标准（GB21900-2008）。（5）铁盐沉淀-Fenton氧化联合工艺处理HEDP预镀铜废水实际工程运行结果表明:该工艺处理效果好,出水COD、TP、Cu2+等各项水质指标均稳定达到电镀污染物排放标准（GB21900-2008）;处理设备简单,操作方便;处理成本较低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 HEDP 预镀铜工艺及其废水来源、危害与性质
• 1.2.1 HEDP 预镀铜工艺
• 1.2.2 HEDP 预镀铜废水来源与危害
• 1.2.3 HEDP 预镀铜废水性质
• 1.3 有机络合重金属废水处理技术研究进展
• 1.3.1 络合态重金属的去除方法
• 1.3.2 有机络合剂的去除方法
• 1.4 本课题研究目的与内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 HEDP 预镀铜废水处理方法初探
• 2.1 碱沉法
• 2.1.1 实验材料与方法
• 2.1.2 结果与讨论
• 2.2 Fenton 氧化法
• 2.2.1 实验材料与方法
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.3 铁屑法
• 2.3.1 实验材料与方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.4 三价铁盐沉淀法
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 结果与讨论
• 2.5 本章小结
• 第3章 铁盐沉淀法处理HEDP 预镀铜废水及机理研究
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验材料与仪器
• 3.1.2 废水来源及水质
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 分析项目与方法
• 3.2 结果与讨论
• 3 沉淀法处理HEDP 络合铜废水影响因素研究'>3.2.1 FeCl₃ 沉淀法处理HEDP 络合铜废水影响因素研究
• 3 沉淀法处理HEDP 预镀铜废水机理探讨'>3.2.2 FeCl₃ 沉淀法处理HEDP 预镀铜废水机理探讨
• 3.2.3 Fe504 沉淀法处理HEDP 络合铜废水
• 3.3 本章小结
• 第4章 Fenton 氧化法深度处理HEDP 预镀铜废水
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 实验材料与仪器
• 4.1.2 废水来源及水质
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 pH 值对处理效果的影响
• 2O₂ 投加量对处理效果的影响'>4.2.2 H₂O₂投加量对处理效果的影响
• 2+]/[H₂O₂]对处理效果的影响'>4.2.3 [Fe²⁺]/[H₂O₂]对处理效果的影响
• 4.2.4 反应时间对处理效果的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 铁盐沉淀-Fenton 氧化联合工艺处理HEDP 预镀铜废水工程应用
• 5.1 放大试验
• 5.1.1 试验方法
• 5.1.2 试验结果
• 5.2 处理工艺流程及设计说明
• 5.2.1 处理工艺流程
• 5.2.2 设计说明
• 5.3 实际工程运行结果
• 5.4 工程经济分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间公开发表的论文