摘要: 印刷電路板廢水含有多種易與銅等金屬離子形成絡(luò)合物的絡(luò)合劑,絡(luò)合劑的存在影響銅的去除,導(dǎo)致銅等重金屬的超標(biāo)。本文根據(jù)微電解原理,采用鐵屑內(nèi)電解法處理絡(luò)合廢水,試驗(yàn)結(jié)果表明,絡(luò)合廢水中總銅濃度從最高時(shí)的1679mg/L下降到0.29mg/L以下,COD去除率在20%左右。

關(guān)鍵詞:絡(luò)合廢水,鐵屑內(nèi)電解,銅,COD

東莞地區(qū)有近百家印制電路板(Printed circuitboard,PCB)企業(yè),PCB產(chǎn)品種類多,包括單面板、雙面板和多層板。PCB生產(chǎn)用水量大,廢水污染物種類多,成份復(fù)雜,含有多種絡(luò)合劑(包括螯合劑),如氨、EDTA、檸檬酸根、酒石酸根等,絡(luò)合劑與銅等重金屬離子形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物,嚴(yán)重影響銅等重金屬的處理,絡(luò)合廢水處理難度較大。就PCB絡(luò)合廢水處理而言,銅等重金屬的去除能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵是對(duì)廢水中的絡(luò)合物能否被有效破除。同時(shí),部分絡(luò)合劑也是有機(jī)物,絡(luò)合廢水的COD也較高。根據(jù)對(duì)東莞地區(qū)PCB企業(yè)的調(diào)查了解,雖然有多種工藝方法應(yīng)用于絡(luò)合廢水的處理,但處理效果不盡理想,成功的案例不多。因此,探索一種有效處理絡(luò)合廢水的工藝方法,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鐵屑內(nèi)電解法處理絡(luò)合廢水具有處理效果好、處理成本較低、操作條件易控的特點(diǎn),本文作者取東莞某大型PCB廠的絡(luò)合廢水為試驗(yàn)水樣,進(jìn)行了一系列工程試驗(yàn)研究。

1試驗(yàn)原理和流程

微電解法處理廢水的原理：鐵屑在廢水中腐蝕形成微小原電池，由于鑄鐵是鐵和碳的合金，當(dāng)鑄鐵屑與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，碳的電位高成為無數(shù)的陰極，鐵的電位低成為陽極，它們之間形成無數(shù)的微小原電池。當(dāng)鑄鐵屑中再加入碳粒時(shí)，鑄鐵屑與碳粒接觸形成大的原電池，這樣除鑄鐵本身的微電池外，又加入一個(gè)大的陰極—炭粒，加速鑄鐵的腐蝕，其電化學(xué)反應(yīng)式為：
陽極：Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
陰極：2H++2e→2[H]→H2 E0+(H+/H2)=0.00V
在酸性介質(zhì)及有氧條件下，產(chǎn)生新生態(tài)的氫和亞鐵，而新生態(tài)的氫和亞鐵能與水中的許多物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而破壞絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)，使其失去或降低與銅的絡(luò)合能力。同時(shí)新生的Fe(OH)2 與Fe(OH)3具有較高的絮凝- 吸附活性，能吸附廢水中的分散微小顆粒及有機(jī)分子而絮凝沉降下來，使廢水得到進(jìn)一步的凈化。另外鐵還能與廢水的銅進(jìn)行置換反應(yīng)，鐵把絡(luò)合銅中的銅置換出單質(zhì)銅。

東莞某PCB 廠廢水處理工程，設(shè)計(jì)日處理水量為3500m3，其中絡(luò)合廢水約200～250m3/d，采用鐵屑內(nèi)電解法進(jìn)行破絡(luò)除銅處理[1]。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝流程見圖1。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

絡(luò)合廢水先在酸性條件下（pH=3.0～4.0）進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)（微電解反應(yīng)）和置換反應(yīng)等，使銅等重金屬與絡(luò)合劑分離開來，同時(shí)，部分絡(luò)合劑（包括螯合劑）因微電解作用而被分解，大分子鏈分解成小分子有機(jī)物或被徹底分解，絡(luò)合劑失去絡(luò)合功能。絡(luò)合廢水經(jīng)鐵屑反應(yīng)后再加堿液，廢水在堿性條件下，發(fā)生鐵氧體反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、混凝反應(yīng)，同時(shí)有重新發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)，高價(jià)態(tài)的Fe3+ 可與EDTA 優(yōu)先發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，最終將銅等重金屬離子從絡(luò)合物中解離出來并沉淀去除。工藝流程描述如下。（東莞市環(huán)境保護(hù)技術(shù)服務(wù)中心）

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