铜冶炼废水是一种典型的高砷高酸高重金属的有毒有害废水,特别是废水中的砷难以去除,目前多采用沉淀法处理,但存在回用困难,特别是低浓度废水难以处理达标的问题。本文采用废铁屑和活性炭组成的微电解床,并通入空气催化氧化亚砷酸根为砷酸根,使之与溶液中的阳离子,主要是与Fe2+氧化生成的Fe3+结合成沉淀,达到更容易去除的目的。铜冶炼废水成分复杂,为了排除其它离子的干扰,单独考察微电解对溶液中砷的影响,用As2O3模拟实际废水中砷的含量配制溶液。对于模拟废水研究的结论如下：①条件试验得出,铁炭比=1:1.5、铁砷比=25:1、曝气时间=1.5h、反应pH=4时除砷效果最好,最佳除砷效率为33.15%；②通过直接絮凝和微电解絮凝对比试验,得出微电解能够提高溶液中砷的去除效率；③通过变化反应条件,得出除去活性炭吸附的影响,微电解对溶液中砷的去除仍有明显效果；④干扰离子试验证明,模拟废水加入Fe2+/Fe3+和Zn2+对微电解影响不大,但是有利于絮凝,所以,除砷效率比不加金属离子稍高；模拟废水加入Pb2+、Cu2+明显促进微电解反应,除砷效率大大提高。对于铜冶炼废水得出的结论如下：①条件试验证明铁炭微电解絮凝法处理铜冶炼废水在铁炭比=1:2、铁砷比=60:1、曝气时间=2h、反应pH=3、絮凝pH=9时除砷效果较好；②微电解和絮凝两个阶段的除砷效率分别为68.01%和99.85%,高于石灰乳直接调节pH的除砷效率,证明曝气微电解的作用；考察用石灰乳调节微电解pH值的效果,结果为0.60mg/L,对实际应用有一定的指导作用；③改变微电解条件,分别直接曝气、加活性炭曝气、加铁屑曝气,处理后证明铁屑微电解具有较好的效果；④铁屑和活性碳可以重复利用处理四次,且除砷效果逐渐增强,证明原电池兼有催化氧化作用,第五次以后,铁炭失去原电池作用；⑤再生的活性炭用于微电解除砷效率比新鲜活性炭稍差,溶液剩余砷浓度为0.56mg/L。⑥铁炭曝气微电解絮凝处理另一厂家的低浓度铜冶炼厂废水,在最佳条件下处理后剩余砷浓度为0.36mg/L,证明此方法亦适用于低浓度废水；⑦根据以上试验结果,设计出微电解反应器的结构,并初步设计一套二段式微电解处理铜冶炼废水的工艺。通过XPS分析、元素能谱分析、EDS分析和EMS分析技术,证明：①微电解过程能够催化氧化As(Ⅲ)为As(Ⅴ),另外,微电解后铁屑表面物质含有砷,以砷酸盐沉淀的形式存在,活性炭表面的砷可能是砷酸根和砷酸盐,同时铁屑和活性炭表面都有一些金属元素,参与微电解过程中的催化氧化作用；②逐步分析砷的存在形式和去除方式,微电解反应阶段砷以简单砷酸盐和铁与砷的络合物的形式存在,通过与氢氧化铁紧密结合,过滤共同除去；絮凝阶段,铁和剩余砷形成高聚物沉淀除去,同时,铁水解也会形成高聚物,能够吸附、网捕溶液中剩余的砷,两种方式都能达到除砷的目的,同时两种高聚物存在协同和竞争关系。研究成果为铜冶炼废水的处理提供了一种新思路,不仅可解决处理不达标的问题,而且可回收铜,所用铁屑价格低廉,此法具有较高的经济效益和环境效益。