酸性废水中的重金属离子采用中和沉淀法处理,出水重金属离子浓度与其溶度积Ksp和溶液pH有关[38]。根据公式
当废水中Cu2+和Zn2+质量浓度满足污水综合排放标准中的一级标准时,即ρ(Cu2+)≤0.5mg/L,ρ(Zn2+)≤2mg/L,氢氧化铜的Ks=2.2×10-20,氢氧化锌的Ks=1.2×10-17,则
计算得出,当pH≥7.8时,出水Cu2+和Zn2+质量浓度均可达到《污水综合排放标准》一级标准。但由于实际废水成分复杂,影响因素较多,所需pH往往与理论值不吻合。高翔[40]研究了pH对废水中Cu2+和Zn2+去除的影响:pH=7时,废水中 ρ(Cu2+)=2.816mg/L;pH增大到9时,ρ(Cu2+)达最低值0.576mg/L;继续增大pH,废水中ρ(Cu2+)重新升高。Zn2+的表现也有相同趋势。
pH在7~9范围内,Cu2+和Zn2+主要生成Cu(OH)2和Zn(OH)2沉淀,但随pH增大,则易生成多羟基配合物离子反溶到废水中,导致废水中Cu2+和Zn2+浓度升高。中和沉淀法应用广泛,但污泥量大,所得沉淀物通常为多种金属的氢氧化物混合物,较难分离,可再利用价值不高。何闪英等[41]研究采用电混凝法处理电镀废水中的 Cu2+和Zn2+,在电压80V、pH=5条件下电解30min,出水中Zn2+、Cu2+去除率分别为97.9%和99.9%。铜锌具有较高的回收价值。直接沉淀处理易造成资源浪费,为了回收废水中的铜和锌,提高资源利用率,袁晓乐等[42]研究采用配合萃取法处理高浓度含铜废水,在萃取剂N902体积分数20%、水相与有机相体积比5/1、水相pH=4.28条件下,Cu2+萃取率达99%;用硫酸反萃取,反萃取率达96.7%;反萃取液中的Cu2+再采用电积法回收。此方法对于高浓度含铜废水处理效果显著,但无法一步达到污水综合排放标准限值。
采用两段泡沫浮选萃取法对模拟废水中的Cu2+、Zn2+分离回收: 第1阶段,pH=2.7,优先浮选萃取Cu2+,Cu2+回收率95%; 第2阶段,pH=7.9,萃取浮选Zn2+,Zn2+萃取接近完全。萃余水相达到污水综合排放标准。王海棠[44]提出高浓度酸性铜锌废水分步硫化处理法。与传统硫化法不同的是,此方法采用硫化氢气体分步硫化,可以逐级沉淀回收金属硫化物。
研究结果表明,在25℃、溶液pH=1、HS气体体积分数20%条件下,Cu2+、Zn2+去除率达99%以上,废水处理效果较好,铜锌硫化物可回收。
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