含铜废水主要来自铜的加工、冶炼以及电镀等行业，为了减轻其对环境的污染和人体安康的危害，需经处置达标后排放。在含铜废水的众多处置办法中，传统化学沉淀法因具有工艺简单、操作便当、经济适用等优势而被普遍运用。企业若将现有的化学沉淀法改为其他处置办法，如吸附法、电解法、离子交流法等，需改换或增加处置设备、构筑物等，因而提升了处置费用。

　　高分子重金属絮凝剂是经过化学反响将重金属离子的某些强配位基团接枝到现有高分子絮凝剂中，使其具有重金属捕集功用的一类新型高分子絮凝剂，采用该类絮凝剂可直接应用企业现有的沉淀法处置构筑物，无需改造或增加处置单元。聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX)、巯基乙酰化胺甲基聚丙烯酰胺(MAAPAM)就属于该类絮凝剂。笔者在研讨中发现，PEX和MAAPAM对含铜废水均具有较好的处置效果，但PEX制备本钱高，MAAPAM投加量大，从而形成单独运用PEX或MAAPAM处置含铜废水时费用均偏高。鉴于此，本研讨以含铜模仿废水为调查对象，先投加一定量的MAAPAM将废水中大局部的Cu2+除去，然后采用少量的PEX处置剩余的Cu2+使其达标排放，以期降低处置本钱，并为PEX和MAAPAM复配处置含铜废水提供根底实验数据和技术参考。

　　一、实验局部

　　1.1试剂与仪器

　　PEX由聚乙烯亚胺、二硫化碳和氢氧化钠为原料自制，其构造见式(1)。

　　MAAPAM由聚丙烯酰胺、甲醛、二甲胺和巯基乙酸为原料自制，其构造见式(2)。

　　含Cu2+模仿废水由CuCl2窑2H2O和自来水配制。实验所用试剂均为剖析纯。

　　主要仪器院220FS型原子吸收分光光度计，美国瓦里安公司；JB-2型恒温磁力搅拌器，上海雷磁新泾仪器有限公司；ORION828型pH测试仪，美国奥立龙中国公司；FA2004型电子天平，上海精细科学仪器有限公司；TS6-1型程控混凝实验搅拌仪，武汉恒岭科技有限公司。

　　1.2实验办法

　　400mL一定浓度的含Cu2+模仿废水参加烧杯中，用HCl溶液调理pH，采用程控混凝实验搅拌仪，投加MAAPAM或PEX，快搅(120r/min)2min，再慢搅(40r/min)10min，静置沉降10min后，用移液管汲取上清液经过原子吸收分光光度计测试Cu2+剩余浓度。

　　二、结果与讨论

　　2.1单独投加PEX或MAAPAM的除Cu2+效果

　　2.1.1pH的影响

　　取Cu2+初始质量浓度为25mg/L的含Cu2+模仿废水样，调理pH分别为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0，投加不同量的PEX、MAAPAM实行絮凝实验，结果见图1。

　　由图1可知，废水pH对PEX和MAAPAM去除Cu2+均具有较大的影响；在较低pH下，Cu2+的去除率较低；增大致系pH后，相同投加量下Cu2+的去除率也升高；且PEX对废水中Cu2+的去除效果优于MAAPAM。

　　当向废水中投加PEX，pH为2.0时，Cu2+最高去除率为99.7%(PEX投加量为165mg/L)；pH为3.0~6.0时，Cu2+最高去除率均为100%(PEX投加量均为135mg/L)；当废水pH为3.0，PEX投加量为105mg/L时，Cu2+的去除率为99.6%，出水对应的Cu2+剩余质量浓度为0.110mg/L，可做抵达标排放(依照相关的行业规范，Cu2+排放质量浓度限值为0.5mg/L)。

　　当向废水中投加MAAPAM，pH为2.0时，Cu2+去除效果均很差，最高去除率仅为18.0%；废水pH为3.0~5.0时，MAAPAM对Cu2+最高去除率为81.9%~86.2%；当废水pH为6.0时，MAAPAM对废水中Cu2+的去除效果较好，MAAPAM投加量为105mg/L时，Cu2+去除率为99.7%，出水对应的Cu2+剩余质量浓度为0.065mg/L，也可做抵达标排放。

　　此外，PEX到达较高去除率时对应的投药范围较宽，而投加MAAPAM的量超越最佳点后Cu2+的去除率会呈现降低趋向。这是由于PEX高分子链中的二硫代羧基和MAAPAM高分子链中的巯基均含有与Cu2+发作配位的S原子，构成不溶性的螯合沉淀物可使Cu2+从废水中被除去。当升高体系pH后，PEX中的二硫代羧基和MAAPAM中的巯基均会发作解离，且解离度随着pH的升高而加强，与Cu2+发作的螯协作用加强，Cu2+去除率升高;此外，pH升高后，Cu2+会因水解作用而构成羟基配合物等胶体方式，其可经过螯合絮体的网捕卷扫作用进一步促进Cu2+的去除。当投加量过高时，由于絮体四周呈现大量带同种电荷的药剂间的静电斥力作用使絮体聚沉效果变差，Cu2+的去除率有所降低。向含Cu2+废水中投加MAAPAM过量时更容易呈现上述状况，使得投药范围较窄，而关于投加药剂PEX时则受上述影响较小，不同pH下PEX对废水中的Cu2+的去除效果更好，投药范围更宽。PEX对Cu2+的去除效果优于MAAPAM的缘由可能为二硫代羧基与Cu2+的螯协作用更优于巯基的螯协作用。

　　2.1.2Cu2+初始质量浓度的影响

　　取Cu2+初始质量浓度分别为5、25、50、100mg/L的含Cu2+模仿废水样，调理其pH均为6.0，投加不同量的PEX、MAAPAM实行絮凝实验，结果见图2。

　　由图2可知，废水pH为6.0时PEX和MAAPAM对初始浓度不同的含Cu2+废水均有较好的去除性能；同一Cu2+初始浓度下，Cu2+的去除率随着PEX或MAAPAM投加量的增加而先升高后趋于稳定或略有降低；Cu2+到达最高去除率时，PEX或MAAPAM的投加量随着废水中Cu2+初始浓度的增大而增加，且具有一定的化学计量关系。当废水中Cu2+初始质量浓度分别为5、25、50、100mg/L，PEX投加量分别为18、105、210、300mg/L时，对应的Cu2+剩余质量浓度分别为0.415、0.110、0.205、0.038mg/L，均能到达排放规范请求(0.5mg/L)；继续增加相应PEX的投加量，Cu2+的去除效果均能到达100%。当向上述不同Cu2+初始浓度的废水中分别投加MAAPAM，投加量为24、90、195、420mg/L时，对应的Cu2+剩余质量浓度分别为0.382、0.386、0.328、0.045mg/L，也能做抵达标排放。实验结果标明，PEX处置不同初始浓度的含Cu2+废水时PEX较MAAPAM仍具有一定的优势，且PEX处置低浓度含Cu2+废水时表现出投加量少、去除效率高、投药范围宽等优点。

　　2.2复配投加MAAPAM和PEX除Cu2+效果

　　PEX或MAAPAM单独处置含Cu2+废水时均表现出较好的效果，且PEX优于MAAPAM；但从制备本钱上比拟，PEX远高于MAAPAM。依据上述实验结果，若能先应用MAAPAM将高浓度的含Cu2+废水处置为较低浓度的含Cu2+废水，再投加少量的PEX使废水中Cu2+的剩余浓度满足排放规范请求，可减少含Cu2+废水的处置本钱。分离常见含Cu2+废水的浓度和上述实验结果，选择Cu2+初始质量浓度为100mg/L、初始pH为6.0的含Cu2+废水样作为处置对象，调查MAAPAM和PEX复配去除废水中Cu2+的效果。

　　2.2.1投药点确实定

　　取含Cu2+模仿废水样，先投加一定量(300mg/L或360mg/L)的MAAPAM实行快搅，然后分别在快搅1min、快搅2min、快搅3min、慢搅1min、慢搅3min时投加20mg/L的PEX实行絮凝实验，调查复配过程中PEX在不同投加时间点对Cu2+去除效果的影响，结果见图3。

　　由图3可知，先向废水中投加300mg/LMAAPAM时，再在快搅1min、快搅2min时分别投加PEX后Cu2+的去除率均可到达100%，但推延PEX的投加时间，Cu2+的去除率明显降低;先向废水中投加360mg/LMAAPAM时，再在快搅1min时投加PEX后Cu2+的去除率为99.9%，随着PEX投加时间的延迟，Cu2+的去除率均可到达100%;但实验中发如今慢搅1min和慢搅3min后投加PEX，出水混浊度较大。在絮凝实验中，快搅可使絮凝剂疾速扩散，并与废水中目的污染物发作反响生成细小絮体，慢搅则使所生成的絮体变大、利于沉降。因而，在快搅阶段先投加MAAPAM与废水中大局部Cu2+快速混合发作螯合生成絮体MAAPAM-Cu，再投加PEX与剩余的Cu2+快速混合发作螯合反响生成絮体PEX-Cu，在慢搅阶段絮体PEX-Cu和MAAPAM-Cu均逐步变大;若在慢搅阶段投加PEX，其不能与剩余的Cu2+快速反响生成絮体，且会使已生成的絮体MAAPAM-Cu四周散布未及时反响的PEX，由于同种电荷产生的静电斥力作用致使絮体不易汇集为大絮体，呈现Cu2+去除率降低或出水混浊等现象。综合思索实验结果中Cu2+的去除率，肯定复配处置含Cu2+废水时最佳投加时间点为投加MAAPAM后快搅2min时投加PEX。

　　2.2.2最佳复配投加量确实定

　　取含Cu2+模仿废水样，先投加一定量的MAAPAM后实行快搅2min，再参加不同量的PEX继续絮凝实验，调查MAAPAM和PEX复配投加量对废水中Cu2+去除效果的影响，结果见图4。

　　由图4可知，当投加复配的PEX量相同时，Cu2+的去除率均随着MAAPAM投加量的增加而升高;当MAAPAM投加量相同时，Cu2+的去除率随着PEX投加量的增加而先增加后趋于稳定或略有降低。领先投加的MAAPAM投加量较低(260耀320mg/L)时，投加PEX后Cu2+的最高去除率较低，出水中的Cu2+剩余浓度均不能满足排放规范请求;当MAAPAM投加量分别增加到340、360mg/L时，只需投加10mg/L的PEX可使出水中Cu2+的剩余质量浓度分别到达0.400mg/L、未检出，能够做抵达标排放。这是由于MAAPAM投加量较低时，废水中被其除去的Cu2+量相对较少，需投加更多量的PEX除去剩余的Cu2+;增加MAAPAM的投加量后，其能除去废水中大局部Cu2+，剩余Cu2+的量相对较少，耗费的PEX量也较少。由于PEX的制备本钱远高于MAAPAM，在实践中应尽量减少复配药剂PEX的用量，故综合思索废水中Cu2+的去除效果和处置本钱，选择MAAPAM投加量为340mg/L、PEX投加量为10mg/L。

　　2.3处置费用比照剖析

　　依据上述实验结果，以出水中Cu2+剩余质量浓度达标(0.5mg/L)为根底，初步预算采用单独投加或复配投加MAAPAM、PEX处置含Cu2+废水(Cu2+质量浓度为100mg/L、pH为6.0)的处置费用，结果见表1。

　　由表1可知，单独采用PEX或MAAPAM处置含Cu2+废水费用分别为50.96元/t或12.43元/t，而采用MAAPAM和PEX复配处置含Cu2+废水费用为10.36元/t，处置费用降低，故采用MAAPAM和PEX复配处置含Cu2+废水时具有处置本钱低、处置效果好、可达标排放等优点。

　　三、结论

　　(1)新型高分子絮凝剂PEX和MAAPAM单独处置含Cu2+废水时，体系初始pH对处置效果具有一定的影响，Cu2+的去除率随着pH的增大而升高。

　　(2)废水pH为6.0时，PEX和MAAPAM对不同初始浓度的含Cu2+废水均具有良好的去除性能，且PEX更优于MAAPAM。

　　(3)采用PEX和MAAPAM复配进行含Cu2+工业废水处理时，能有效地处理单独处置时由于PEX制备本钱高和MAAPAM投加量大惹起的处置本钱高的窘境，可降低处置费用，有利于实践应用。