离子交换法处理含铜废水的研究

含铜废水处理方法铜是一种常见的金属元素，广泛应用于电子、建筑、化学工业等领域。

然而，铜废水的排放对环境带来了严重的污染问题。

铜离子对水生生物有毒性，会破坏水体生态系统的平衡。

因此，对于含铜废水的处理非常重要。

本文将介绍几种常见的铜废水处理方法。

一、化学沉淀法化学沉淀法是一种常见的处理铜废水的方法。

该方法利用化学反应产生沉淀，将废水中的铜离子转化为固体沉淀物，从而实现铜离子的去除。

常用的沉淀剂包括氢硫酸铵、氢氧化钠等。

具体步骤如下：1.调节废水的pH值，使其适合沉淀剂的加入。

2.将沉淀剂逐渐加入废水中，并搅拌混合。

3.等待一段时间，待沉淀物充分形成。

4.使用过滤等方法将沉淀物与废水分离。

5.对废水进行后续处理，以达到排放标准。

化学沉淀法具有简单易行、效果稳定等优点，但其沉淀生成物的处理也是一个问题，需要考虑废物的后续处理方式。

二、离子交换法离子交换法是一种利用离子交换树脂去除废水中铜离子的方法。

离子交换树脂是一种可逆吸附废水中铜离子的材料。

在废水中通入含铜离子的溶液时，树脂将吸附铜离子，使废水中的铜离子浓度降低。

当树脂饱和后，通过水或盐溶液再生树脂，将吸附的铜离子释放，再次得到可用于处理废水的树脂。

离子交换法具有高效去除铜离子的能力，同时可以循环使用的优点，但对于废水中其他成分的影响需要进行综合考虑。

三、电解法电解法是一种利用电解原理去除废水中铜离子的方法。

该方法通过在电极上施加电压，使溶液中的铜离子在阳极处氧化生成固体沉淀，从而实现废水中铜离子的去除。

电解法具有操作简单、效果稳定等优点，但其能耗较大，对电极材料的要求也较高。

四、膜分离法膜分离法是一种利用半透膜隔离废水中铜离子的方法。

常用的膜分离技术包括超滤、纳滤、反渗透等。

通过适当选择膜孔径和操作条件，可以实现对铜离子的分离和去除。

膜分离法具有高效分离、操作简单等优点，但对于含有高浓度铜离子的废水处理效果可能不理想，同时对膜的耐腐蚀性能要求较高。

阳离子交换膜化学反应器去除铜离子的研究谢德华;施周;陈世洋【摘要】The ion exchange membrane separation device has been combined with the chemical reactor for constructing the ion exchange membrane chemical reactor and for treating copper ions. The following results show that the chemical reactor can make the copper ions, which came from the receptor pool and went into the chemicalreactor,participate,and the solution containing high-concentration compensation potassium ions all reflows back to the receptor pool,saving the costs of water and chemicals. The technology has the advantages of low energy consumption,simple operation and no secondary pollution.%将离子交换膜分离装置与化学反应器结合构成离子交换膜化学反应器,并对含铜离子废水进行处理,研究结果表明:化学反应器能将从受体池进入化学反应器的铜离子沉淀下来,而含有高浓度补偿离子钾离子的溶液则全部回流到受体池,节约了药剂及水的成本.该技术具有能耗低、操作简单、无二次污染等优点.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】4页(P21-23,27)【关键词】阳离子交换膜;铜离子;重金属处理【作者】谢德华;施周;陈世洋【作者单位】湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭411201;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】X703根据离子交换膜对离子具有选择透过性以及Donnan渗析原理〔1〕，当无外加电压时，原水中的待去除离子可在膜两侧补偿离子与待去除离子活度比差的驱动下透过膜进入补偿离子溶液，从而实现去除目的。

离子交换树脂法处理含铜废水的研究进展成四喜;黄铮铮;雷筱娱;李海屏【摘要】介绍了离子交换树脂在处理不同类型的含铜废水中的应用,列举了络合铜废水、游离铜废水及多金属杂质含铜废水中适用的树脂种类及应用实例,对工业应用中存在的一些问题和对策做出总结归纳,并针对该技术的发展方向提出展望.离子交换树脂法是一种较为有效的废水处理方法,对常规浓度和低浓度的含铜废水的处理效果均较好,可将废水有效资源化利用.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2014(034)003【总页数】5页(P230-234)【关键词】离子交换树脂法;含铜废水;资源回收【作者】成四喜;黄铮铮;雷筱娱;李海屏【作者单位】湖南化工研究院信息中心,湖南长沙410014;湖南化工研究院信息中心,湖南长沙410014;湖南化工研究院信息中心,湖南长沙410014;湖南化工研究院信息中心,湖南长沙410014【正文语种】中文【中图分类】X703.1化工、有色冶炼、电子材料等行业的废水中常含有大量的Cu2+［1］。

一些高浓度含铜废水（如酸/碱性蚀刻废液）目前均由相关企业予以回收。

而铜质量浓度低于5.0 g/L的废水和废酸一般进入厂区污水处理系统，或委托外部单位处置。

由于含铜废水排放量大，而金属铜经济价值较高，若能在将含铜废水处理至达标排放（低于0.5 mg/L）［2］的同时回收废水中的铜，既有利于环境治理，又有利于资源的回收利用。

目前，含铜废水的主要处理方法有化学沉淀法［3-4］、膜分离法［5］、萃取法和离子交换法［6-7］。

其中，离子交换法具有分离选择性好、净水效果好、浓缩倍数高及环境友好等优点［8-10］，因而在含铜废水处理及铜资源回收中备受关注。

离子交换树脂应用于水处理领域已有较长的历史，而用于回收废水中的铜是近几年才发展起来的。

根据所含官能团的性质，离子交换树脂可分为强酸、弱酸、强碱、弱碱、螯合、酸碱两性和氧化还原等7个类型，常见的为前5种。

含铜废水处理方案在工业生产过程中，废水是不可避免的产物之一。

其中，含铜废水是一种常见的工业废水，由于铜离子对环境有潜在的危害，因此需要进行有效处理。

本文将介绍一种含铜废水处理方案，以解决这一环境问题。

一、问题描述如前所述，含铜废水是指在工业生产过程中产生的含有铜离子的废水。

这些废水中的铜离子可能来自于金属加工、电子制造或其他相关工业中的废水排放。

含铜废水的排放对于水体生态环境造成了极大的潜在危害，因此需要采取适当的处理措施来降低其对环境的负面影响。

二、处理方案针对含铜废水的处理，我们可以采用以下方案：1. 预处理：在废水处理过程中，首先应进行预处理，以去除废水中的悬浮固体和重金属沉淀物。

常用的预处理方法包括调节pH值、搅拌沉淀或过滤等。

这些预处理步骤有助于提高后续处理过程的效果。

2. 化学沉淀：在预处理后，可以采用化学沉淀方法来将溶解态铜离子转化为固态沉淀物。

一种常用的化学沉淀剂是氢氧化钠。

通过调节pH值和添加适量的氢氧化钠，可促使铜离子与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀物。

该沉淀物可以通过沉淀、过滤等操作进行分离。

3. 离子交换：离子交换是一种常用的分离和浓缩金属离子的方法。

我们可以利用含铜废水中的铜离子与离子交换树脂之间的亲和力差异，使用离子交换树脂将铜离子吸附和浓缩。

在适当的条件下，可以用酸或盐溶液洗脱吸附的铜离子，得到高浓度的铜溶液。

4. 电化学处理：电化学处理是一种将金属离子转化为金属沉积或其它化合物的方法。

在含铜废水处理中，可以利用电解槽中的阴阳极反应将铜离子还原成固态铜或固态铜化合物。

通过调节电流密度、阴阳极材料和电解液成分等条件，可以实现高效、经济的铜离子去除。

5. 后处理：在处理过程结束后，还需要对废水进行后处理，以确保处理后的废水能够达到排放标准。

后处理可以包括进一步的沉淀、过滤、中和、消毒等操作，以使处理后的废水不会对环境造成二次污染。

三、方案优势采用以上含铜废水处理方案的优势如下：1. 综合性：该方案针对含铜废水的特点，结合了各种处理工艺，综合考虑了不同废水成分的处理需求，能够有效去除废水中的铜离子，达到环境排放标准。

化工专业实验预习报告“离子交换处理含铜废水”实验报告学生姓名：班级：学号：实验组号：同组姓名：实验时间：任课老师：撰写实验报告时间：20 年月日一．实验目的1.掌握离子交换法的基本原理；2.通过离子交换法处理含铜废水，了解离子交换法处理工业废水的基本过程、装置及操作方法；3.通过实验绘制穿透曲线了解固定床交换柱中交换带的推移过程；4.确定离子交换树脂的工作交换容量;5.学习废水中铜的测试方法；二．实验原理离子交换法是目前广泛采用的处理重金属废水的方法之一。

重金属离子吸附过程是在离子交换树脂上进行的。

离子交换树脂是具有主体网格结构的有机高分子化合物。

它与一般塑料不同，树脂结构由骨架和活性基团组成。

树脂上活性基团的种类和数量，决定了树脂的总交换容量和选择性。

例如，聚苯乙烯磺酸型强酸性阳离子交换树脂就是苯乙烯和一定量的二乙烯苯的共聚物，经过浓硫酸处理，在共聚物的苯环上引入磺酸基（-SO3H）而成。

其中的H+可以在溶液中游离，并与金属离子进行交换：R：聚合物的本体；–SO3：与本体联结的固定部分，不能游离和交换；M+：代表一价金属离子。

阳离子交换树脂可表示为：若在共聚物的本体上引入各种胺基，就成为阴离子交换树脂，例如，季胺型强碱性阴离子交换树R–N+(CH3)3OH–，其中OH–在溶液中可以游离，并与阴离子交换。

交换容量表示树脂中可交换离子总量的多少，是衡量树脂交换能力大小的指标。

可分为：①全交换容量，表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量；②平衡交换容量，指交换树脂与水溶液达交换平衡时的交换容量；③工作交换容量，指树脂在交换过程中，实际起到交换作用的可交换离子总量；④再生交换容量，表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量,量与实际运行条件，如原水中所含杂质种类、浓度，交换树脂层厚度，进水pH 值、温度、流速，树脂再生程度等，有密切关系。

离子交换反应具有三个主要特征：①与其他化学反应一样按摩尔质量进行定量反应；②是一种可逆反应，遵循质量作用定律；③交换剂具有选择性，交换剂上的交换离子优先和交换势大的离子交换。

两种不同电去离子技术处理含铜金属离子废水的研究黄惠娟;刘颖;赵江惠;陶然;朱新生【摘要】研究了倒极电渗析技术( EDIR)和电去离子技术( EDI)过程中淡出水和浓水室的电导率、pH值、铜离子浓度和膜堆电流,以及运行后离子交换膜和树脂的表面形态。

结果表明：EDIR运行15 h的淡出水的电导率为30μS/cm,16 h的铜离子去除率为97.2%。

EDI过程中15 h淡出水的电导率550μS/cm,16 h的铜离子去除率为77.8%。

EDIR使淡出水的电导率降低,铜离子去除率升高。

EDIR淡出水的pH值长期维持碱性,EDI淡出水则由碱性变成酸性、再变成碱性。

然而,EDIR和EDI过程中浓水室的电导率和pH值基本接近。

EDIR降低了膜堆电流、消除了浓水室阴离子交换膜表面氢氧化铜沉淀,抑制了淡水室中混合树脂表面沉淀。

本质上,EDIR通过周期性改变淡水室和浓水室的相对数量和离子迁移方向而消除了膜表面氢氧根离子富集,并缓和了树脂表面水解现象,从而改善了EDIR过程的稳定性。

%Electrodeionization reversal ( EDIR) technique was used to concentrate and purify copper ( II) ions- containing wastewater by periodically switching electrode polarity and the inlets of dilute and concentrate com-partments in comparison with electrodeionization ( EDI) . The conductivity, pH value, and concentration of copper ( II) ions of the exit dilute and concentrate streams, stack current and the morphologies of the ion exchange mem-branes and resins after service were investigated. The results showed that the EDIR effectively reduced the conduc-tivity of the exit dilute stream from 550μS/cm down to 30μS/cm and promoted the removal rate of the copper ( II) ion of the exit dilute stream from 77 . 8% up to 97 . 2%. EDIR process made pH value of the exit dilute stream re-mained alkaline while EDI caused that changed periodically from alkalineto acidic and then to alkaline again. However, no much difference was found in the conductivity and pH value of the exit concentrate streams of EDIR and EDI processes. EDIR process obviously decreased membrane stack current, eliminated formation of Cu( OH) 2 precipitants on anion exchange membrane surfaces in the concentrate and suppressed its appearing on the mixed res-in surfaces in the dilute compartments. Essentially, EDIR process repeatedly varied the relative quantity of the di-lute and concentrate compartments as well as the ion migration direction so that it eradicated the enrichment of hy-droxyl ions on anion exchange membrane surfaces and abated hydrolysis on the mixed resin surfaces, and thus im-proved the stability of the membrane stack in the EDIR process.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2016(031)001【总页数】6页(P36-41)【关键词】电去离子;倒极;重金属离子;电流;pH值;沉淀【作者】黄惠娟;刘颖;赵江惠;陶然;朱新生【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021;中国科技大学苏州研究院，江苏苏州 215123;苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州 215021; 现代丝绸国家工程实验室苏州，江苏苏州 215123; 南通纺织丝绸产业技术研究院，江苏南通 226004【正文语种】中文【中图分类】X703.1EDI是将离子交换材料填充到电渗析装置的淡水室中，实现电渗析和离子交换技术结合，从而达到深度脱盐和无需酸碱再生的稳定连续运行技术。

铁,铜,锌的离子交换方法
对于铁、铜、锌的离子交换方法，需要采用不同的离子交换树脂。

以下是具体的步骤：
1. 铁的离子交换：可以选择强酸性阳离子交换树脂，这种树脂可以将废水中的铁离子吸附在树脂上，从而实现去除。

2. 铜的离子交换：可以采用弱酸性阳离子交换树脂来处理含铜电镀废水。

这种树脂对铜离子的吸附效果较好，可以将铜离子从废水中去除。

3. 锌的离子交换：可以选择强碱性阴离子交换树脂，这种树脂可以将废水中的锌离子吸附在树脂上，从而实现去除。

在离子交换过程中，需要对废水进行预处理，以防止悬浮物、油脂等杂质堵塞离子交换树脂。

预处理方法可以根据废水的具体情况选择，如过滤、沉淀等。

具体的操作步骤如下：
1. 选择适当粒度的离子交换树脂，将其装入离子交换柱中。

2. 用纯水浸泡树脂，使其充分膨胀。

3. 让废水通过离子交换柱，使树脂与废水中的铁、铜、锌离子进行交换。

4. 当树脂达到饱和状态时，用纯水清洗树脂，以去除剩余的铁、铜、锌离子。

通过以上步骤，就可以实现铁、铜、锌的离子交换，从而净化废水。