線路板廠含銅廢水處理化學(xué)沉淀法

　　近年來，我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展，使印刷線路板成為一種被廣泛應(yīng)用的電子產(chǎn)品，由于電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度不斷加快，這也使傳統(tǒng)的線路板被逐漸淘汰。與此同時(shí)，由于在制造印刷線路板時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的含銅廢水，這些含銅廢水如果不加以處理就進(jìn)行直接排放，勢(shì)必會(huì)給自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至還會(huì)危害到人體健康。一直以來，人們?cè)诨厥站€路板的含銅廢液時(shí)，需要通過中和、出料及廢水，采用離子交換方法來對(duì)廢水進(jìn)行處理，然后進(jìn)行再蒸發(fā)和再滲透，以此進(jìn)行再離子交換，通過對(duì)處理后的廢水進(jìn)行銅離子含量檢測(cè)，合格后方可排放，但在處理后的廢水中卻含有較高的氨氮。為了解決該問題，本文采用化學(xué)沉淀法來對(duì)線路板廠的含銅廢水進(jìn)行處理，并借助于正交實(shí)驗(yàn)來對(duì)最佳的工藝條件進(jìn)行確定，以期能夠?yàn)榫€路板廠在改進(jìn)廢水處理工藝中提供參考和借鑒。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 實(shí)驗(yàn)原理

　　在應(yīng)用化學(xué)沉淀法來對(duì)線路板廠的含銅廢水進(jìn)行處理時(shí)，首先需要確定化學(xué)沉淀法中的沉淀劑成分，本文將硫化鈉與硫酸亞鐵作為沉淀劑中的主要成分?；瘜W(xué)沉淀法的去銅原理主要是利用硫酸亞鐵法來實(shí)現(xiàn)，也就是在暴氣條件下對(duì)pH為2~3的硫酸亞鐵內(nèi)的二價(jià)鐵離子進(jìn)行氧化，使其成為三價(jià)鐵離子，然后將三價(jià)鐵離子投加至含銅廢水中，使三價(jià)鐵離子能夠與EDTA進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Cu2+的置換，從而使含銅廢水中的銅離子從原有的絡(luò)合態(tài)向著游離態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，然后提高含銅廢水的pH值，由此便可使Fe(OH)3、Fe(OH)2與Cu(OH)2得以沉淀，進(jìn)而有效去除了廢水中的銅離子和鐵離子，此外，因Fe(OH)3在沉淀過程中發(fā)揮混凝作用，這能夠提高含銅廢液的沉淀速度，進(jìn)而提高含銅廢水的處理效率。通過對(duì)硫化鈉中的Cu2+與S2-在堿性環(huán)境中進(jìn)行操作，可使廢液中產(chǎn)生大量的CuS沉淀，然后將絮凝劑與混凝劑加入到含銅廢水中，可確保細(xì)小CuS的快速沉淀，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)含銅廢水中銅離子的有效去除。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　為了對(duì)含銅廢水的水質(zhì)進(jìn)行分析，本文通過二乙基二硫代氨基甲酸鈉來對(duì)處理前與處理后的含銅廢水的銅離子含量進(jìn)行分別測(cè)定，測(cè)定方法采用分光光度法，測(cè)定結(jié)果表明，處理前的含銅廢水中所含的銅離子含量高達(dá)15.7mg/L，而通過化學(xué)沉淀法的應(yīng)用，處理后的含銅廢水中，其銅離子含量的濃度只有1mg/L。除此之外，本文還進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)，并借助于正交實(shí)驗(yàn)分別對(duì)pH、PAM、FeSO4?7H2O、LIME以及Na2S的初始摻入量進(jìn)行了確定，并結(jié)合實(shí)際工藝中的摻加量、水力停留時(shí)間和反應(yīng)池體積，對(duì)0.5L含銅廢水中各個(gè)試劑的摻入量進(jìn)行了計(jì)算，經(jīng)計(jì)算得出，各個(gè)試劑的實(shí)際摻入量分別為pH為2、PAM為3.3mL、FeSO4?7H2O為3mL、LIME為3.9mL、Na2S為2mL。

　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　2.1 pH值對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響

　　在廢水PH值分別為1、2、3、4的四份0.5L的含銅廢水中均摻入FeSO4?7H2O試劑3mL，并設(shè)定攪拌時(shí)間為15min，然后在這四份含銅廢水中分別加入氫氧化鈉，使這四份含銅廢水的pH值均上升至9，然后在這四份含銅廢水中均摻入3.9mL的LIME，并進(jìn)行15min的攪拌反應(yīng)，然后再摻入2mL的Na2S，再次進(jìn)行15min的攪拌反應(yīng)，然后摻入3.3mL的PAM，最后再進(jìn)行15min的攪拌后進(jìn)行放置，靜待廢水沉淀，然后對(duì)上清液內(nèi)的含銅濃度進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)測(cè)定結(jié)果表明，上清液內(nèi)的含銅濃度初始值為每升15.7mg，通過觀察不同pH值的影響發(fā)現(xiàn)，初始pH值的提高會(huì)使化學(xué)沉淀法的去銅率呈現(xiàn)出先提高后降低的變化，當(dāng)初始pH值為3時(shí)，此時(shí)化學(xué)沉淀法的處理效果最好。

　　2.2 FeSO?47H2O摻入量對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響

　　將含銅廢水的pH初始值設(shè)定為3，并摻入不同分量的FeSO4?7H2O，其他試劑的摻入量則按照上述操作進(jìn)行，以此觀察FeSO4?7H2O摻入量的不同給化學(xué)沉淀法處理效果帶來的影響。觀察結(jié)果表明，F(xiàn)eSO4?7H2O的摻入量不斷增加會(huì)逐漸提高化學(xué)沉淀法對(duì)含銅廢水的處理效果，但FeSO4?7H2O的摻入量越多，則化學(xué)沉淀法對(duì)含銅廢水的處理效果也將逐漸減弱，當(dāng)FeSO4?7H2O的摻入量達(dá)到3.8mL時(shí)，此時(shí)化學(xué)沉淀法的處理效果最好。

　　2.3 LIME摻入量對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響

　　將含銅廢水的pH初始值設(shè)定為3，并將3.8mL的FeSO4?7H2O分別摻入至含銅廢水中，除LIME試劑以外，其他試劑的摻入量及操作均與上述相同。LIME試劑在不同含銅廢水中的摻入量不同，以此觀察LIME摻入量的不同給化學(xué)沉淀法處理效果帶來的影響。觀察結(jié)果表明，LIME試劑的摻入量越多，則化學(xué)沉淀法對(duì)含銅廢水的處理效果就越好，但處理效果的提升幅度會(huì)逐漸變緩。當(dāng)LIME試劑在含銅廢水中的摻入量達(dá)到5mL時(shí)，則化學(xué)沉淀法的處理效果無限接近于99%，此時(shí)該工藝的處理效果最佳。

　　2.4 Na2S摻入量對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響

　　在應(yīng)用化學(xué)沉淀法來對(duì)含銅廢水進(jìn)行處理時(shí)，將廢液的pH初始值調(diào)節(jié)為3、FeSO4?7H2O的摻入量為3.8mL，LIME的摻入量為5mL，PAM的摻入量為3.3mL，所有實(shí)驗(yàn)操作均相同，只有Na2S試劑的摻入量不同，以此觀察Na2S摻入量的不同給化學(xué)沉淀法處理效果帶來的影響。通過觀察結(jié)果表明，Na2S的摻入量不斷提高，會(huì)使化學(xué)沉淀法的處理效果呈現(xiàn)出先提高后下降的變化，當(dāng)Na2S的摻入量達(dá)到2.2mL時(shí)，此時(shí)化學(xué)沉淀法的處理效果最佳。

　　2.5 PAM摻入量對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響

　　在應(yīng)用化學(xué)沉淀法來對(duì)含銅廢水進(jìn)行處理時(shí)，將廢液的pH初始值調(diào)節(jié)為3、FeSO4?7H2O的摻入量為3.8mL，LIME的摻入量為5mL，Na2S的摻入量為2.2mL，所有實(shí)驗(yàn)操作均相同，只有PAM試劑的摻入量不同，以此觀察PAM摻入量的不同給化學(xué)沉淀法處理效果帶來的影響。通過觀察結(jié)果表明，PAM的摻入量越高，則化學(xué)沉淀法對(duì)含銅廢水的處理效果就越好，但當(dāng)PAM的摻入量達(dá)到4mL以上時(shí)，則化學(xué)沉淀法對(duì)含銅廢水的處理效果提升幅度會(huì)變得微乎其微。

　　2.6 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證

　　在對(duì)上述因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)分析以后，便需要進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以此分析這些單因素對(duì)化學(xué)沉淀法處理效果的影響作用大小。本文將各個(gè)因素按照4個(gè)水平進(jìn)行劃分，并借助于L16(45)正交表，將含銅廢水中的銅去除率作為正交試驗(yàn)的評(píng)價(jià)因素，以此獲得正交實(shí)驗(yàn)的方案表，然后便可根據(jù)該方案表來對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行依次開展，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)施極差分析。極差分析結(jié)果表明，其影響作用按照從大至小進(jìn)行排列，依次為pH值、PAM摻加量、FeSO4?7H2O摻加量、LIME摻加量、Na2S摻加量，由此便可確定出線路板廠含銅廢水化學(xué)沉淀法的最佳處理?xiàng)l件，pH值、PAM摻加量、FeSO4?7H2O摻加量、LIME摻加量、Na2S摻加量分別為3、4mL、4mL、5mL與2mL。通過對(duì)化學(xué)沉淀法的最佳處理?xiàng)l件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)證明，結(jié)果表明，采用該最佳處理?xiàng)l件來對(duì)0.5L的含銅廢水進(jìn)行化學(xué)沉淀法處理，經(jīng)處理后的廢水中銅離子含量在0.25mg/L，化學(xué)沉淀法的處理效果高達(dá)98.4%

　　3、可行性分析

　　相比于以往的離子交換工藝，以往的工藝水準(zhǔn)在含銅廢水處理后，其銅離子濃度在1mg/L左右，其工藝處理效果只有93.6%，雖然該工藝的處理效果能夠達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)銅離子的排放要求，但在廢水中卻含有很高的氨氮。而采用化學(xué)沉淀法，并設(shè)置最佳的處理?xiàng)l件，經(jīng)實(shí)踐證明，化學(xué)沉淀法在對(duì)含銅廢水進(jìn)行處理后，廢水中的銅離子濃度只有0.34mg/L，其處理效果高達(dá)97.8%，相比于離子交換工藝提升了4.2%，而且在處理廢水過程中不會(huì)產(chǎn)生較高濃度的氨氮，進(jìn)而有效彌補(bǔ)了以往工藝所存在的不足。

　　4、結(jié)語

　　總而言之，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使線路板的更新速度也不斷加快，與此同時(shí)，對(duì)線路板廠含銅廢水的處理工藝也得到了不斷的改進(jìn)和革新，這也使線路板廠含銅廢水的工藝處理效果不斷提高，在不久的將來，還會(huì)出現(xiàn)更加高效的含銅廢水處理工藝。但就目前而言，化學(xué)沉淀法的處理效果卻是顯而易見的，因此非常值得在污水處理領(lǐng)域中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。(來源：深圳市深投環(huán)保科技有限公司)