在工业废水种类中,含铜工业废水因其来源广泛、组分复杂且难以生物降解的特点,对生态环境与人类健康产生了巨大的威胁。因此对含铜废水进行有效处理具有十分显著的学术价值与挑战性十足的应用前景。本课题以含铜废水为研究目标,研究了单级错流萃取含铜废水的基本原理,考察了单级错流萃取过程中萃取体系、萃取剂浓度、萃取相比(A/O)、振荡时间与温度等影响Cu2+去除率的因素,得出最佳实验条件为:在室温条件下以N902/煤油为萃取有机相,萃取剂N902浓度为20%,萃取相比(A/O)为5/1,振荡时间为3 min时,单级错流萃取反应Cu2+去除率可达到99.96%。进而通过设计响应曲面法实验探讨了影响因素之间的交互作用,通过对响应曲面变化趋势图进行分析可知,单级错流萃取过程中各影响因素对Cu2+去除率作用的大小顺序依次为:振荡时间>萃取相比(A/O)>萃取剂N902浓度。针对多级错流萃取反应原理的详细分析,结合具体处理目标与生产实际,初步设计了多级错流萃取工艺对含铜废水进行处理。设计内容包括了工艺流程的确定、厂房的平面布置、仪器设备选型与技术经济分析等内容。通过对工程建设成本、设备成本、药品消耗与其他费用的工程技术经济分析等,给出了三级错流萃取工艺的经济可行性。确定了三个串联的填料萃取塔与反萃取塔的半径为6 m,塔高为8 m,壁厚为0.004 m,材质为不锈钢材质,采用高效扁环填料进行作为填充物。并对负载有机相使用硫酸溶液对其进行反萃取操作以回收废水中的铜资源与再生利用萃取剂。分析了反萃取剂浓度以及反萃取相比对反萃取效率的影响,得出最佳实验条件为:在室温条件下以硫酸为反萃取剂,浓度为4 mol/L,反萃取相比为1/2时,反萃取效率可达到96.77%。本文探讨了错流萃取反应处理含铜废水的相关机理。实验结果显示本错流萃取反应处理Cu2+的反应过程为一级吸热反应;以N902为主体萃取剂的错流萃取反应处理Cu2+的过程中,每生成一个萃合物分子便需要两个N902分子结合一个Cu2+。