化學(xué)沉淀法處理線路板廠含銅廢水

近年來，隨著我國電子技術(shù)的發(fā)展，印刷電路板已經(jīng)成為一種廣泛使用的電子產(chǎn)品。隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度不斷加快，傳統(tǒng)的電路板已經(jīng)逐漸被淘汰。同時(shí)，由于制造印刷電路板時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的含銅廢水，這些含銅廢水不經(jīng)處理就直接排放，必然會(huì)對自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至危害人體健康。長期以來，人們在回收線路板含銅廢液時(shí)，需要對廢水進(jìn)行中和、排放、廢水處理，然后再蒸發(fā)、再滲透，進(jìn)行再離子交換。處理后的廢水經(jīng)檢測銅離子含量合格后才能排放，但處理后的廢水氨氮含量較高。為了解決這一問題，本文采用化學(xué)沉淀法處理線路板廠的含銅廢水，并借助正交實(shí)驗(yàn)確定了較好的工藝條件，以期為線路板廠改進(jìn)廢水處理工藝提供參考。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原理

應(yīng)用化學(xué)沉淀法處理線路板廠含銅廢水時(shí)，首先需要確定化學(xué)沉淀法中沉淀劑的成分。在本文中，硫化鈉和硫酸亞鐵是沉淀劑的主要成分?；瘜W(xué)沉淀法除銅的原理主要是通過硫酸亞鐵法來實(shí)現(xiàn)的，即在劇烈的條件下將pH為2-3的硫酸亞鐵中的亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，然后將三價(jià)鐵離子加入到含銅廢水中，使三價(jià)鐵離子與EDTA結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)Cu2+的置換，從而使含銅廢水中的銅離子由原來的絡(luò)合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)。然后，提高含銅廢水的pH值，使Fe(OH)3、Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀，進(jìn)而有效去除廢水中的銅離子和鐵離子。另外，由于Fe(OH)3在沉淀過程中起到混凝作用，可以加快含銅廢水的沉淀速度，進(jìn)一步提高含銅廢水的處理效率。在堿性環(huán)境中操作硫化鈉中的Cu2+和S2-，廢液中會(huì)產(chǎn)生大量的CuS沉淀。然后，向含銅廢水中加入絮凝劑和混凝劑，保證微細(xì)CuS的快速沉淀，從而實(shí)現(xiàn)含銅廢水中銅離子的有效去除。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

為了分析含銅廢水的水質(zhì)，用二乙基二硫代氨基甲酸鈉分別測定了含銅廢水處理前后的銅離子含量。測定方法為分光光度法。結(jié)果表明，處理前含銅廢水中銅離子含量高達(dá)15.7mg/L，而采用化學(xué)沉淀法處理后含銅廢水中銅離子濃度僅為1mg/L。此外，本文還進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)，通過正交實(shí)驗(yàn)確定了pH、PAM、FeSO4 7H2O、石灰和Na2S的初始投加量，并結(jié)合實(shí)際工藝中的投加量、水力停留時(shí)間和反應(yīng)池容積計(jì)算了0.5L含銅廢水中各藥劑的投加量。每種試劑的實(shí)際劑量分別為pH 2和PAM 3.3。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 The值對化學(xué)沉淀法處理效果的影響

將PH值為1、2、3、4的四種0.5L含銅廢水與3mL FeSO4 7H2O試劑混合，攪拌時(shí)間設(shè)定為15min。然后，分別向四種含銅廢水中加入氫氧化鈉，使四種含銅廢水的pH值升至9。然后，將3.9mL石灰混入四種含銅廢水中，攪拌15分鐘。然后加入2mL Na2S，再攪拌15分鐘，再加入3.3mL PAM，再攪拌15分鐘，然后靜置廢水沉降，再測量上清液中的銅濃度。測量結(jié)果表明，上清液中的初始銅濃度為15.7毫克/升。通過觀察不同pH值的影響，發(fā)現(xiàn)化學(xué)沉淀法的除銅率隨著初始pH值的增大會(huì)先增大后減小。當(dāng)初始pH值為3時(shí)，化學(xué)沉淀法的處理效果較好。

2.2 FeSO 47H2O含量對化學(xué)沉淀法處理效果的影響

將含銅廢水的初始pH值設(shè)定為3，投加不同量的feso 4·7h2o，按上述操作進(jìn)行其他試劑的投加，觀察不同量的feso 4·7h2o對化學(xué)沉淀法處理效果的影響。結(jié)果表明，隨著FeSO4 7h2o用量的增加，化學(xué)沉淀法處理含銅廢水的效果逐漸提高。但FeSO4 7h2o加入量越多，化學(xué)沉淀法處理含銅廢水的效果越差。當(dāng)FeSO4 7h2o的用量達(dá)到3.8mL時(shí)，化學(xué)沉淀法的處理效果越好。

2.3石灰含量對化學(xué)沉淀法處理效果的影響

將含銅廢水的初始pH值設(shè)定為3，將3.8mL FeSO4 7H2O分別混入含銅廢水中。除石灰試劑外，其他試劑的混合量和操作同上。不同含銅廢水中石灰試劑的摻入量不同，從而觀察不同石灰摻入量對化學(xué)沉淀法處理效果的影響。結(jié)果表明，石灰試劑投加量越多，化學(xué)沉淀法對含銅廢水的處理效果越好，但處理效果的提高會(huì)逐漸減緩。當(dāng)含銅廢水中石灰試劑的用量達(dá)到5mL時(shí)，化學(xué)沉淀法的處理效果無限接近99%，該工藝的處理效果較好。

2.4 Na2S含量對化學(xué)沉淀法處理效果的影響

化學(xué)沉淀法處理含銅廢水時(shí)，將廢液的初始pH值調(diào)整為3，F(xiàn)eSO4 7H2O的用量為3.8mL，石灰的用量為5mL，PAM的用量為3.3mL，所有實(shí)驗(yàn)操作相同，除了Na2S試劑的用量不同，以觀察不同用量的Na2S對化學(xué)沉淀法處理效果的影響。觀察結(jié)果表明，隨著Na2S含量的增加，化學(xué)沉淀法的處理效果會(huì)先增大后減小。當(dāng)Na2S含量達(dá)到2.2mL時(shí)，化學(xué)沉淀法的處理效果較好。

2.5 PAM含量對化學(xué)沉淀法處理效果的影響

化學(xué)沉淀法處理含銅廢水時(shí)，將廢液的初始pH值調(diào)整為3，F(xiàn)eSO4 7H2O的用量為3.8mL，石灰的用量為5mL，Na2S的用量為2.2mL，所有實(shí)驗(yàn)操作相同，除了PAM試劑的用量不同，以觀察不同用量的PAM對化學(xué)沉淀法處理效果的影響。觀察結(jié)果表明，PAM投加量越高，化學(xué)沉淀法處理含銅廢水的效果越好。而當(dāng)PAM的投加量達(dá)到4mL以上時(shí)，化學(xué)沉淀法對含銅廢水處理效果的改善將微乎其微。

2.6正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證

在對上述因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)分析后，還需要進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)來分析這些單因素對化學(xué)沉淀法處理效果的影響。本文將每個(gè)因素分為四個(gè)水平，借助L16(45)正交表，將含銅廢水中銅的去除率作為正交實(shí)驗(yàn)的評價(jià)因素，從而得到正交實(shí)驗(yàn)的方案表，然后可以根據(jù)方案表依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析。極差分析結(jié)果表明，影響效果由大到小依次為pH值、PAM用量、FeSO4 7h2o用量、石灰用量和Na2S用量。由此可以確定化學(xué)沉淀法處理線路板廠含銅廢水的較佳處理?xiàng)l件，pH值、PAM用量、FeSO4 7h2o用量、石灰用量、Na2S用量分別為3、4 mL、4mL。實(shí)驗(yàn)證明了化學(xué)沉淀法的較佳處理?xiàng)l件。結(jié)果表明，采用化學(xué)沉淀法處理0.5L含銅廢水，獲得了較好的處理?xiàng)l件。處理后的廢水中銅離子含量為0.25mg/L，化學(xué)沉淀法處理效果高達(dá)98.4%。

3.可行性分析

與之前的離子交換工藝相比，含銅廢水處理后，之前工藝水平的銅離子濃度約為1mg/L，其處理效果僅為93.6%。雖然該工藝的處理效果可以滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中銅離子的排放要求，但廢水中含有較高的氨氮。但通過采用化學(xué)沉淀法，設(shè)置較好的處理?xiàng)l件，實(shí)踐證明，化學(xué)沉淀法處理含銅廢水后，廢水中銅離子濃度僅為0.34mg/L，其處理效果高達(dá)97.8%，比離子交換法提高了4.2%，且廢水處理過程中不產(chǎn)生較高濃度的氨氮，有效彌補(bǔ)了原工藝的不足。

4.結(jié)論

總而言之，隨著科技的進(jìn)步，電路板的更新速度也在加快。同時(shí)，線路板廠含銅廢水的處理工藝不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，也使得線路板廠含銅廢水的處理效果不斷提高。在不久的將來，將會(huì)出現(xiàn)更高效的含銅廢水處理工藝。但目前化學(xué)沉淀法處理效果明顯，值得在污水處理領(lǐng)域推廣應(yīng)用。(來源:深圳市深投環(huán)?？萍加邢薰?

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