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铜络合物常见于电镀工业废水中,传统工艺对重金属络合物的去除能力有限。电镀废水中常见的络合剂有EDTA和CN-等。本文选择Cu-EDTA和Cu(CN)32-为目标污染物,详细研究了外加双氧水、氯化钠和过硫酸根对光电催化氧化破络合与同步铜回收的强化效果以及强化的过程机理,同时对实际含铜络合物废水的处理效果也进行了考察。本论文主要研究内容和结果如下: (1)首先详细研究了外加双氧水对光电催化氧化破络合Cu-EDTA和铜回收的强化作用(H2O2-PEC),结果发现与光电催化体系(PEC)相比,双氧水的加入可以实现将体系的破络合过程和铜回收过程的强化:在光电催化体系中加入了双氧水后,破络合过程的一级动力学拟合常数从0.0677 min-1(R2=0.966)提高到了0.0880 min-1(R2=0.968);铜回收过程中的动力学常数从0.0607 min-1(R2=0.976)提高到了0.0749 min-1(R2=0.986)。高电流密度、高双氧水浓度和2.5~3.5的初始pH值有利于H2O2-PEC体系。氯离子的加入同样可以实现光电催化过程的强化(EC-PEC):在光电催化体系中加入了双氧水后,破络合过程的一级动力学拟合常数从0.0272 min-1(R2=0.987)提高到了0.0632 min-1(R2=0.987);铜回收过程中的动力学常数从0.0249 min-1(R2=0.954)提高到了0.0565 min-1(R2=0.993)。高氯离子浓度、低初始pH值和1.0 mA/cm2的电流密度有利于EC-PEC在破络合氧化与铜回收的进行。通过在相同条件下对PEC、H2O2-PEC和EC-PEC三个体系进行比较,发现EC-PEC体系对光电催化破络合与铜回收过程的强化效果最明显,但是H2O2-PEC过程的出水中有机物的矿化度更高。 (2)过硫酸根的加入对光电催化破络合过程和铜回收过程具有明显的强化作用,在PEC/S2O82-体系中,当电流密度为0.2 mA/cm2时,铜络合物的去除率从47.5%提高到了98.4%,相应的,铜回收率从47.4%提高到了98.3%。高电流密度有利于强化过程;过硫酸根投加量过高或过低均不利于强化作用,本体系中5 mM的过硫酸根加量强化效果最好。过硫酸根具有明显的酸化作用,初始pH值影响较小。实验证明:在本体系内,过硫酸根不仅可被紫外光活化,还可以被阴极活化产生硫酸根自由基。在反应初期体系内的过硫酸根可以被紫外光和阴极快速活化,从而实现Cu-EDTA的快速破络合;同时,由于过硫酸根的酸化作用,体系将会迅速降低到酸性,这将有利于Cu-EDTA及其中间产物的进一步降解和后续的铜回收。 (3)最后,针对实际含铜电镀废水,采用直接电沉积和化学沉淀法对不同形态的铜废水进行处理和比较。以浓度在800~900 mg/L的含铜废水为原水,酸铜废水、焦铜废水、碱铜废水和上色废水60 min电化学铜回收率分别为85.15%、59.29%、32.32%和10.43%。结果表明:铜回收从难到易分别为酸铜废水>焦铜废水>碱铜废水>上色废水。高电流密度、低pH值利于铜回收。加入次氯酸钠则可以实现碱铜废水和上色废水中铜氰络合物的氧化破络合与铜的同步沉淀回收。