剩余电流式火灾探测器:浅析电镀重金属废水的处理技术

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/03/29 21:46:53

浅析电镀重金属废水的处理技术

2010年七月由墨西哥领头的“泄漏门”事件,铺天盖地的席卷了全世界,作为电镀大国的中国也深深受到了“伤害”,我们几乎每天都可以看到网上关于“松花江化学桶”打捞的新闻,每天都可以看到战斗在一线的大连清油工人们的最新动态,一张张触目惊心的照片在警示着我们端正环保的态度已经刻不容缓。为此小编应网友的需求,精心的准备了这份关于电镀行业重金属废水处理技术的文章,本文介绍了电镀重金属废水的各种常用处理技术,及今后的此项技术的发展趋势,希望可以充实大家的知识,对日常生产和工作有所帮助?

 

电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出许多治理技术?随着电镀工业的快速发展,和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺?总量控制和循环经济整合阶段?

 

一?重金属废水常用处理技术的现状

 

(一)化学法从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看,电镀废水有80%采用化学法处理,化学法处理电镀废水,是目前国内外应用最广泛的电镀废水处理技术,技术上较为成熟?化学法包括沉淀法,氧化还原法,铁氧体法等,是一种传统和应用广泛的处理电镀废水方法,具有投资少,处理成本低,操作简单等特点,适用于各类电镀金属废水处理?但化学法的最大不足之处,是生产用水不能回收利用,浪费水资源且占用场地较大?

 

1.化学沉淀法?化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉淀和硫化物沉淀等?该法是一种较为成熟实用的电镀废水处理技术,且处理成本低,便于管理,处理后废水可达标排放?

 

(1)中和沉淀法?在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离?中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法?

 

(2)硫化物沉淀法?加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法?与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应PH值在7-9之间,处理后的废水一般不用中和,处理效果更好?但硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,硫化物沉淀在水中残留,遇酸生成气体,可能造成二次污染?

 

2.氧化还原法?向废水中投加还原剂将高价重金属离子还原成微毒的低价重金属离子后,再使其碱化成沉淀而分离去除的方法?该法原理简单,操作易于掌握,但存在处理出水水质差,不能回用,处理混合废水时,易造成二次污染,而且通用氧化剂还有供货和毒性的问题尚待解决?

 

3.铁氧体法?铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法?该法处理重金属废水,能一次脱除多种金属离子,尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理,具有设备简单,投资少,操作方便等特点,同时形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行微分离和脱水处理?此法在国内电镀业中应用较广,但在形成铁氧体过程中需要加热(约70℃),能耗高,存在着处理后盐度高,而且不能处理含Hg和络合物废水的缺点?

 

(二)蒸发浓缩法?蒸发浓缩法是对电镀废水进行蒸发?使重金属废水得以浓缩,并加以回收利用的一种处理方法,一般适用于处理含铬?铜?银?镍等重金属废水,对含重金属离子浓度低的废水,直接应用蒸发浓缩回收法能耗大,成本高?蒸发浓缩处理重金属废水一般是与其它方法并用,如常压蒸发器与逆流漂洗系统的联合使用处理电镀废水,可实现闭路循环,效果很好?蒸发浓缩法处理电镀重金属废水,工艺成熟简单,不需要化学试剂,无二次污染,可回用水或有价值的重金属,有良好的环境效益和经济效益,但因能耗大,操作费用高,杂质干扰资源回收问题还待研究,使应用受到限制?目前,一般将其作为其它方法的辅助处理手段?

 

(三)电解法:电解法是利用金属的电化学性质,在直流电作用下而除去废水中的金属离子,是处理含有高浓度电沉积金属废水的一种有效方法,处理效率高,便于回收利用?但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水,并且电耗大,成本高,一般经浓缩后再电解经济效益较好?

 

(四)离子交换法:离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,含重金属废水通过交换剂时,交换器上的离子同水中的金属离子进行交换,达到去除水中金属离子的目的?此法操作简单,便捷,残渣稳定,无二次污染,但由于离子交换剂选择性强,制造复杂,成本高,再生剂耗量大,因此在应用上受到很大限制?

 

(五)吸附法:吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的

 

一种方法?传统吸附剂有活性炭,腐植酸?聚糖树脂?碴藻土等?实践证明,使用不同吸附剂的吸附法,不同程度地存在投资大,运行费用高,污泥产生量大等问题,处理后的水难于达标排放?

 

(六)膜分离法?膜分离法是利用高分子所具有的选择性进行物质分离的技术,包括电渗析?反渗透?膜萃取等?利用膜分离技术一方面可以回收利用电镀原料,大大降低成本,另一方面可以实现电镀废水零排放或微排放,具有很好的经济和环境效益?

 

(七)生物处理技术?生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用达到净化废水的目的,具有成本低,环境效益好等优点?由于传统处理方法有成本高?对大流量含低浓度重金属的废水难于处理等缺点,随着重金属毒性微生物的研究进展,生物处理技术日益受到人们的重视,采用生物技术处理电镀金属废水呈发展势头?

 

1.生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物

 

进行絮凝沉淀的一种除污方法?所用的微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物,一般由多糖?蛋白质?DNA?纤维素?糖蛋白?聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀?目前,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+?Hg2+?Ag+?Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来?微生物絮凝法处理废水具有安全方便?易于实现工业化等特点?具有广泛应用前景?

 

2.生物吸附法生物吸附法指利用生物体的化学结构及成分特

 

性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液分离而去除金属离子的方法?利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除?该法具有原料易得?处理成本低等特点?

 

3.生物化学法生物化学法是通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除?

 

例如:有人利用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在含铜质量浓度为246.8mg/L的溶液,当PH为4.0时,去除率达99.12%?

 

二?重金属废水处理技术的展望

 

随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,电镀重金属废水治理已开始进入清洁生产工艺,总量控制和循环经济整合阶段,未来电镀重金属废水处理将突出以下几个方面:

 

(1)实施循环经济?推行清洁生产,提高电镀物质?资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生量,同时采用全过程控制?结合废水综合治理?最终实现废水零排放?

 

(2)重金属废水的处理技术很多,其中生物技术是具有较大发展潜力的技术,具有成本低?效益高?不造成二次污染等优点,未来将广泛应用于电镀废水的治理工艺?

 

(3)综合一体化技术是未来重金属废水处理技术的热点?各种重金属也因其行业和工艺的差异,仅使用一种废水处理方法往往有其局限性,达不到理想的效果?只有综合多种处理技术特点的一体化技术应用,才能达到理想效果?

 

电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。

 

一般情况水的酸性强也有少量呈碱性的其中重金属含量随表面活性剂、光亮剂、以及生产工艺的不同而变化。

 

通常镀贵重金属的厂家都做金属回收,水也做了中水回用镀塑料的一般重金属含量比较低是一种水镀金属的要看加工的物品和数量,但通常电镀水中铬含量都比较高,至于处理方法有下面几种,主要是根据成本和出水要求而定方法。

 

化学沉淀

 

化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。

 

中和沉淀法

 

在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点[1]:(1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放;(2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀;(3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理;(4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。

 

硫化物沉淀法

 

加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,而且反应的pH值在7—9之间,处理后的废水一般不用中和。硫化物沉淀法的缺点是[2]:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时防止有害气体硫化氢生成和硫化物离子残留问题。

 

螯合沉淀法

 

加入螯合沉淀剂(如DTCR)使其发生螯合沉淀。该方法有出水稳定达标效果好,适用条件广,无二次污染,污泥含水率低,污泥便于回收,同时设备要求简单,实施方便等特点。缺点在于价格偏高。

 

氧化还原处理

 

化学还原法

 

电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。

 

应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。

 

铁氧体法

 

铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,使Fe离子和Cr离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应,形成铬铁氧体。其典型工艺有间歇式和连续式。铁氧体法形成的污泥化学稳定性高,易于固液分离和脱水。铁氧体法除能处理含Cr废水外,特别适用于含重金属离子的电镀混合废水。我国应用铁氧体法已经有几十年历史,处理后的废水能达到排放标准,在国内电镀工业中应用较多。

 

铁氧体法具有设备简单、投资少、操作简便、不产生二次污染等优点。但在形成铁氧体过程中需要加热(约70oC),能耗较高,处理后盐度高,而且有不能处理含Hg和络合物废水的缺点。

 

电解法

 

电解法处理含Cr废水在我国已经有二十多年的历史,具有去除率高、无二次污染、所沉淀的重金属可回收利用等优点。大约有30多种废水溶液中的金属离子可进行电沉积。电解法是一种比较成熟的处理技术,能减少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金属,已应用于废水的治理。不过电解法成本比较高,一般经浓缩后再电解经济效益较好。

 

近年来,电解法迅速发展,并对铁屑内电解进行了深入研究,利用铁屑内电解原理研制的动态废水处理装置对重金属离子有很好的去除效果。

 

另外,高压脉冲电凝系统(HighVoltageElectrocagulationSystem)为当今世界新一代电化学水处理设备,对表面处理涂装废水以及电镀混合废水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有显著的治理效果。高压脉冲电凝法比传统电解法电流效率提高20%—30%;电解时间缩短30%—40%;节省电能达到30%—40%;污泥产生量少;对重金属去除率可达96%一99%[3]。

 

溶剂萃取分离

 

溶剂萃取法[4]是分离和净化物质常用的方法。由于液一液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。

 

吸附法

 

吸附法是利用吸附剂的独特结构去除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。活性炭装备简单,在废水治理中应用广泛,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,一般用于电镀废水的预处理。腐植酸类物质是比较廉价的吸附剂,把腐植酸做成腐植酸树脂用以处理含Cr、含Ni废水已有成功经验。

 

有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低[5]。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr6+的去除率达到99%,出水中Cr6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前暑[6]。

 

膜分离技术

 

膜分离法是利用高分子所具有的选择性来进行物质分离的技术,包括电渗析、反渗透、膜萃取、超过滤等。用电渗析法处理电镀工业废水,处理后废水组成不变,有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属离子废水都适宜用电渗析处理,已有成套设备。反渗透法已大规模用于镀Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金属废水处理。采用反渗透法处理电镀废水,已处理水可以回用,实现闭路循环。液膜法治理电镀废水的研究报道很多,有些领域液膜法已由基础理论研究进入到初步工业应用阶段,如我国和奥地利均用乳状液膜技术处理含Zn废水,此外也应用于镀Au废液处理中[7]。膜萃取技术是一种高效、无二次污染的分离技术,该项技术在金属萃取方面有很大进展。

 

离子交换处理法

 

离子交换处理法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法,应用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等等,离子交换树脂有凝胶型和大孔型。前者有选择性,后者制造复杂、成本高、再生剂耗量大,因而在应用上受到很大限制。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。

 

推动离子交换的动力是离子间浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力,多数情况下离子是先被吸附,再被交换,离子交换剂具有吸附、交换双重作用。这种材料的应用越来越多,如膨润土[11],它是以蒙脱石为主要成分的粘土,具有吸水膨胀性好、比表面积大、较强的吸附能力和离子交换能力,若经改良后其吸附及离子交换的能力更强。

 

但是却较难再生,天然沸石在对重金属废水的处理方面比膨润土具有更大的优点:沸石[9]是含网架结构的铝硅酸盐矿物,其内部多孔,比表面积大,具有独特的吸附和离子交换能力。研究表明[10],沸石从废水中去除重金属离子的机理,多数情况下是吸附和离子交换双重作用,随流速增加,离子交换将取代吸附作用占主要地位。

 

若用NaCl对天然沸石进行预处理可提高吸附和离子交换能力。通过吸附和离子交换再生过程,废水中重金属离子浓度可浓缩提高30倍。沸石去除铜,在NaCl再生过程中,去除率达97%以上,可多次吸附交换,再生循环,而且对铜的去除率并不降低。

 

生物处理技术

 

由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

 

生物絮凝法

 

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。

 

生物吸附法

 

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。

 

生物化学法

 

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。

 

因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30-40mg/L的废水去除率可达99.67%-99.97%[11]。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人[12]用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。

 

电镀废水治理方法及原理主要有几大类:

 

1、调节PH值用的:弱酸、弱碱、强酸、强碱、生石灰等。

 

2、絮凝作用的:聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺等。

 

3、调节细菌营养的:磷酸氢二钠、尿素等

 

4、消毒脱色的:次氯酸钠、臭氧等。

 

5、其他用途的:视需求选定。

 

电镀废水处理:线路板废水、废液治理方法及原理

 

随着线路板企业的发展,线路板生产废水的各种污染物处理方法、原理工艺逐渐成熟。线路板废水的处理方法、主要污染物处理原理简述如下。

 

线路板废水处理方法:

 

线路板废水处理方法有化学法(化学沉淀法、离子交换法、电解法等)、物理法(各种滗析法、过滤法、电渗析、反渗透等),化学法是将废水中的污染物质转化成易分离的物态(固态或气态),物理法是将废水中的污染物富集起来或将易分离的物态从废水中分离出来,使废水达到排放标准。国内外采用的方法有以下几种。

 

一、滗析法

 

滗析法实际上是过滤法,是物理法的一种。去毛刺机排出的含有铜屑的冲洗水,经过滗析器处理,可过滤除去铜屑。经滗析器过滤的出水可回用毛刺机的清洗水。

 

二、化学法

 

化学法包括氧化还原法和化学沉淀法。氧化还原法是利用氧化剂或还原剂将有害物质转化为无害物质或易沉淀、析出的物质。线路板中的含氰废水和含铬废水常采用氧化还原法,详见后面说明。

 

化学沉淀法是选用一种或几种化学药剂使有害物质转化为易分离的沉淀物或析出物。线路板废水处理选用的化学药剂有多种,如NaOH、CaO、Ca(OH)2、Na2S、CaS、Na2CO3、PFS、PAC、PAM、FeSO4、FeCl3、ISX等,沉淀剂能把重金属离子转化成沉淀物,然后通过斜板沉淀池、砂滤器、PE过滤器、压滤机等,使固液分离。

 

三、化学沉淀——离子交换法

 

化学沉淀处理高浓度线路板废水一步达到排放标准是比较困难,常和离子交换法结合使用。先用化学沉淀法,处理高浓度的线路板废水,使其重金属离子的含量降低到5mg/L左右,再用离子交换法,把重金属离子降低到排放标准。

 

四、电解——离子交换法

 

电解法处理高浓度线路板废水可降低重金属离子的含量,其目的同化学沉淀法一样。但电解法不足之处是:只对高浓度的重金属离子处理有效,浓度降低,电流明显下降,效率明显减弱;耗电量大,推广较困难;电解法只能处理单一金属。电解——离子交换法就是镀铜、蚀刻废液,对于其它废水,还要用其它方法处理。

 

五、化学法——膜过滤法

 

线路板企业的废水通过化学预处理,使有害物质沉淀出可过滤的颗粒(直径>0.1μ),再经膜过滤装置过滤,就能达到排放标准。

 

六、气态凝聚——电过滤法

 

气态凝聚——电过滤法是美国在80年代开发出来的一种不加化学药剂的新颖废水处理法,属于一种物理方法来处理印制电路板废水。包括三个部分,第一部分是离子化气体发生器,空气被吸入该发生器,能过离子化磁场改变其化学结构,变成高度活化的磁性氧离子和氮离子,用射流装置把这种气体引入废水中,使废水中的金属离子、有机物等有害物质氧化并聚集成团,易于过滤除去;第二部分是电解质过滤器,过滤除去第一部产生的聚团物质;第三部分是高速紫外线照射装置,紫外线射入水中可氧化有机物和化学络合剂,降低CODcr和BOD5。目前,已开发出成套一体化设备可直接应用。

 

以上是印制线路板废水的处理方法,各种方法应综合考虑技术、能源、经济效益和社会效益。目前,国内大多使用化学沉淀法或化学沉淀——离子交换法。

 

线路板废水污染物化学法反应原理

 

线路板废水中的污染物可分为两大类:Cu2+、Pb2+、Ni2+、Sn2+;无机污染物PO43-、F-、SS、PH和CODcr等,有的厂家有电镀生产线,排放废水中含有Cr6+或CN-。线路板废水中常用的化学反应原理如下。

 

◆破氰反应(次氯酸钠破氰)

 

一级破氰反应(局部氧化法):

 

CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-(PH值任意)

 

CNCl+2OH-=CN0-+Cl-+H2O(PH=9.5-11)

 

二级破氰反应(完全氧化法):

 

2CN0-+H2O+3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+2OH-

 

副反应:

 

2Cu(CN)2-4+9ClO-+2OH-+H2O=8CN0-+9Cl-+2Cu(OH)2↓

 

◆破铬反应(亚硫酸氢钠破铬)

 

Cr2O72-+3HSO3-+5H+→2Cr3++3SO42-+4H2O(酸性条件)

 

Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓(碱性条件)

 

◆置换反应(铁屑置换铜反应)

 

Fe–2e=Fe2+(酸性条件)

 

Fe+[Cu(NH3)]+→Fe2++Cu+(NH3)

 

Fe2+–e=Fe3+(酸性条件)

 

◆沉淀反应

 

Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓

 

Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓

 

Sn2++2OH-=Sn(OH)2↓

 

Pb2++2OH-=Pb(OH)2↓

 

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓

 

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

 

Cu2++S2-=CuS↓

 

Fe2++S2-=FeS↓

 

◆破络和反应

 

EDTA-Cu+S2-=CuS↓+EDTA2-

 

EDTA-Cu+Fe=Cu2++EDTA-Fe

 

◆中和反应

 

H++OH-=H2O

 

◆除磷反应

 

2PO43-+3Ca2+=Ca3(PO4)2↓

 

◆除氟反应

 

BF4-+3H2O=H3BO3+4F-+3H+

 

2F-+Ca2+=CaF2↓

 

◆离子交换

 

阳离子树脂吸附、交换金属离子过程:

 

nR—H+An+(R—)nA+nH+

 

nR—Na+An+(R—)nA+nNa+

 

用酸或氯化钠对树脂进行再生过程:

 

(R—)nA+nH+nR—H+An+

 

(R—)nA+nNa+nR—Na+An+

 

其中A+表示污水中的金属阳离子。

 

线路板废水治理工艺

 

根据相关的线路板行业的资料分析及生产线的一般表况,在印刷线路板(PCB)生产工艺流程中产生的废水、废液种类可归纳为如下必类:

 

A类:非络合废水(主要为低浓度酸性、碱性水洗废水),占废水量的93-95%,包括:

 

含铜废水(磨板、弱腐蚀和电镀铜等工序排放);

 

含镍废水(镀镍工序排放);

 

铅锡含氟废水(镀Pb-Sn工序排放);

 

含铬废水(镀铬工序,存在于个别线路板企业);

 

含氰废水(镀金钯工序,存在于部分线路板企业)。

 

B类:络合废水占废水量的2-3%

 

蚀板、化学沉铜等工序排放的废水中含有铜离子和络合剂如NH4OH、EDTA和酒石酸钾等。

 

C类:高浓度有机废水占废水量的2-3%

 

化学清洗、显影、脱膜等工序排放含有机物、部分废水CODcr含量高,通常为10000-20000mg/L,脱膜显影废水呈碱性,PH值>13。

 

D类:高浓度重金属废液占废水量的0.5%

 

更换各种槽液如时产生蚀板槽液、显影槽液、脱膜槽液、化学清洗槽液、酸洗槽液、弱腐蚀槽液、化学铜槽液、镀Pb-Sn槽液),含有多种重金属离子。

 

总之:印刷线路板生产废水中含有多种重金属离子、有机物、络合剂,有时CODcr含量也很高。具体工艺应根据实际情况进行具体的分析,另外在线路板废水处理工艺的前处理阶段必须做好分流工作。否则,对于其高浓度废水,在普通工艺和投资运行成本一定的情况下,再好的技术都是徒劳。