[发明专利]一种络合-陶瓷膜耦合处理低浓度含铜废水技术

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别涉及一种络合-陶瓷膜耦合处理低浓度含铜废水技术。 

发明内容

含铜废水广泛存在于工业废水中，排放量较大，来源广泛，对人体健康和环境都具有一定的危害。目前处理含铜废水普遍采用传统包括：混凝沉淀法、吸附法、电解法、离子交换法、超滤和生物处理法等，但这些方法都存在一定的不足。其中，传统的超滤技术能耗低、渗透通量高，但由于所截留分子直径对膜孔径大小要求较高，不能有效去除重金属离子；离子交换、反渗透虽然具有较好的效果，但处理成本高，难以广泛应用；目前处理含铜废水普遍采用混凝沉淀法，其问题是对于低浓度含铜废水，难以稳定有效达到排放的要求。 

中国专利CN201110200963.2（申请人：九江华祥科技股份有限公司，申请日：2011年7月18日）提出了一种含铜废水处理方法，该方法先采用水溶性硫化物处理，再加入双氧水和硫酸亚铁使铜离子沉淀。但是该方法中使用的硫化物等物质，可能造成二次污染，并且对低浓度含铜废水处理效果不佳。因此，需要一种能够处理低浓度含铜废水的处理方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种络合-陶瓷膜耦合处理低浓度含铜废水技术，富集废水中的铜离子，以便利用其它工艺回收铜离子。该方法将壳聚糖络合与陶瓷膜耦合技术相结合，并且通过酸解所述壳聚糖可重复利用，大大降低了废水处理的成本，同时提高了Cu²⁺的回收率，解决了低浓度含铜废水难以稳定有效处理达到排放要求的问题。 

本发明的目的是通过以下技术实现的： 

一种络合-陶瓷膜耦合处理低浓度含铜废水技术，所述处理方法包括以下步骤：

1）首先向含铜废水中加入壳聚糖，并充分搅拌，得到络合物混合液；

2）用NaOH和HNO₃调节所述的络合物混合液pH值至6.0~6.5；

3）对调整pH值后的络合物混合液进行陶瓷膜过滤处理，得到壳聚糖-Cu²⁺络合物浓缩液和初次上清液；

4）调节所述壳聚糖-Cu²⁺络合物浓缩液的pH值至1.25，向所述的浓缩液中加入与其同体积、同pH的去离子水，再用陶瓷膜过滤，得到壳聚糖截留物和初次Cu²⁺浓缩液；

5）对所述将所述壳聚糖截留物，重复步骤4）的处理，得到二次壳聚糖截留物和二次Cu²⁺浓缩液；

6）再次重复步骤4）的处理，直至陶瓷膜过滤后得到的Cu²⁺浓缩液中Cu²⁺浓度接近起初含铜废水中Cu²⁺浓度时，停止过滤，将得到的初次Cu²⁺浓缩液和二次Cu²⁺浓缩液，直至n次Cu²⁺浓缩液混合，即得到Cu²⁺浓缩液。

进一步的，所述低浓度含铜废水中铜离子的浓度为5~50mg/L。 

进一步的，所述壳聚糖的平均分子量为100000-300000。 

进一步的，所述步骤1）中加入壳聚糖与废水中Cu²⁺的质量浓度比为2~20：1。 

进一步的，所述陶瓷膜过滤的膜孔径为50nm~200nm。 

进一步的，所述陶瓷膜过滤的操作压力为0.05Mpa~0.35Mpa。 

进一步的，所述陶瓷膜的清洗，采用去离子水配以0.5%HNO₃作清洗剂，在操作压力0.1MPa，温度40℃条件下对所述陶瓷膜进行清洗。具体清洗过程如下：先用去离子水清洗所述陶瓷膜，然后用0.5% HNO₃清洗40min，最后用去离子水清洗，漂洗至中性。 

  

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：

1、本发明所述方法将壳聚糖络合与陶瓷膜耦合技术相结合，壳聚糖同时含有具有配位作用的氨基与羟基，从而可以与Cu²⁺形成结构稳定的络合物，而且壳聚糖能被生物降解，是世界上仅次于纤维素的第二大可再生天然高分子化合物；陶瓷膜具有通量大，抗污染、耐高温、耐酸碱、使用寿命长等优点，两者结合大大提高了Cu²⁺的截留率，Cu²⁺截留率最高可接近100%，解决了低浓度含铜废水难以稳定有效处理达到排放要求的问题；

2、采用本方法可以缩短处理时间，提高生产效率；