1、线路板废水简介
印刷线路板(PCB),又称印制电路板,是各类电子产品中不可缺少的重要部件。印刷线路板是电子元件工业中最大的行业,它广泛应用于大型机算机、办公和个人电脑、家用电器、娱乐电器及其辅助性产品等各种电子设备中。近年里,世界印刷线路板业的平均增长率达8.7%,我国的增长率则高达14.4%。
在线路板生产过程中,使用多种不同性质的化工材料,构成了生产过程中产生的废水及废液的复杂性。不同生产工序所产生的废水及废液,含有不同性质的污染物,既有重金属化合物,又有合成高分子有机物及各种有机添加剂。
线路板络合废水中能与铜等重金属形成络合物的主要物质有EDTA、NH3、酒石酸盐、柠檬酸盐、CN等,这几种物质与铜会形成比较稳定的络合铜离子,影响铜的去除。
2、络合铜废水中铜的去除方法
2.1 硫化物沉淀法
硫化钠离解的S2-与Cu2+形成溶度积很小(KSP=6.3×10-36)的难溶CuS,与Cu(NH3)42+相比(其稳定常数为2.09×1013),CuS的稳定性高很多,因此,加入的S2-将从Cu(NH3)42+中争夺Cu2+,促使Cu(NH3)42+破络分解,最终使废水中的铜离子浓度降低,完成络合铜废水的治理净化。为达到好的除铜效果,硫化钠的加入量要稍过量于理论计算值;Fe2+主要起混凝作用,目的是使难溶CuS细小颗粒凝聚增大,加速沉淀;pH值的控制是为了满足混凝剂的混凝反应条件;静沉时间的长短则对出水水质及经济因素有所影响。
2.2 Fenton氧化法
络合剂与金属离子的络合过程,是由络合剂配位体取代金属离子(实际上是水合金属离子)周围的水分子形成配位基、配位化合物的过程。在线路板络合铜废水中,络合剂的稳定性是由金属离子与有机酸根配位体的稳定性决定的。Fenton试剂是一种强氧化剂,能够氧化破坏Cu-EDTA的螯合键,使铜从络合态解离为自由态,完成破络过程。自由态铜在碱性条件下(pH=8)可形成氢氧化铜沉淀,为加快沉降速度,第二次加入的Fe2+主要起凝聚作用,目的是使氢氧化铜凝聚长大,PAM的加入使凝聚颗粒进一步絮凝增大,加快沉速。
2.3 混凝法
通过调高废水pH值,可以使废水中的铜离子产生Cu(OH)2沉淀,但此时沉淀物呈细小悬浮颗粒状态,需通过混凝反应的压缩双电层、电性中和、吸附架桥等作用原理使细小的污染物凝聚长大,进而沉淀分离。
3、比较分析及讨论
硫化物沉淀法、Fenton氧化法都能达到理想的处理效果,混凝法未能使络合铜废水达标排放。根据硫化物沉淀法和Fenton氧化法的工艺条件及络合铜废水的水质特点(Cu(NH3)42+废水为碱性,Cu-EDTA废水为酸性),为节省调节pH的酸碱用量,Cu(NH3)42+络合废水宜选用硫化物沉淀法,Cu-EDTA络合废水宜选用Fenton氧化法。
从工艺操作管理看,混凝工艺最简单,硫化物沉淀法次之,Fenton氧化法最复杂。硫化物沉淀法操作过程的硫化钠加入量的控制难度较大,加入量太少,除铜不彻底;太多,则易产生恶臭气体硫化氢,形成二次污染。Fenton氧化法的Fenton氧化是该工艺的关键环节,Fenton氧化工艺条件要求严格,这也给操作过程带来一定的难度。
从处理成本看,混凝法成本最低,硫化物沉淀法次之,Fenton氧化法最高。
4、结束语
(1)Cu(NH3)42+络合废水宜选用硫化物沉淀法。采用该工艺要严格控制Na2S的适宜加入量,以免造成因Na2S加入量不足而导致除铜不彻底,或因Na2S加入量过多而引起二次污染(产生恶臭气体硫化氢)的不良后果。
(2)Cu-EDTA络合废水宜选用Fenton氧化法。该工艺操作较复杂,成本高,故应严格操作规范,加强运营管理,以确保处理效果并降低处理成本。
(3)混凝法虽具有操作简便、处理成本低的优点,但单独应用该工艺难以使络合铜废水达到理想的处理效果。(来源:中山市环保产业有限公司)