聚合硫酸鐵處理柔性線路板重金屬廢水的研究
在制造柔性線路板的過程中,會產(chǎn)生很多含有重金屬離子的廢水,對于這些廢水,經(jīng)常使用雙氧水法來處理。以柔性線路板制造過程中的廢水為研究對象,對生產(chǎn)過程中雙氧水使用量、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺使用量、廢液pH值以及廢液中Cu2+、Ni2+等重金屬離子的絡(luò)合物含量變化進行深入研究。試驗結(jié)果得出,當(dāng)雙氧水含量為2.6mg/L,聚合硫酸鐵用量為85mg/L,廢液pH值為6.5~8.5,聚丙烯酰胺的使用量為45mg/L時,對廢水的處理效果較好而且有良好的經(jīng)濟效益。
近十幾年來,隨著科技的不斷發(fā)展,電子產(chǎn)品也迎來非常好的發(fā)展時期,在我國珠三角地區(qū)以及長江三角地區(qū),聚集著大量的電子產(chǎn)品生產(chǎn)商,然而生產(chǎn)電子產(chǎn)品的過程中會產(chǎn)生大量的廢水,有些企業(yè)為了利潤,將不達標(biāo)準(zhǔn)的廢水排放到當(dāng)?shù)睾恿髦?,這將對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的破壞。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,近6年來珠三角地區(qū)被連續(xù)評為重金屬“重度污染區(qū)域”,一時間成為了全國關(guān)注的熱點問題。電路板是電子元器件的載體,也是通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)、音頻設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。在2001年,根據(jù)國際上某咨詢服務(wù)公司的統(tǒng)計,全球現(xiàn)存電子設(shè)備產(chǎn)品大約有11900億個,為服務(wù)這些電子設(shè)備所生產(chǎn)的各種剛性和柔性印刷電路板大概有370億個,半導(dǎo)體為1700億個。因為電路板制造業(yè)包含電鍍工藝,所以產(chǎn)生的廢液含有大量的重金屬污染物,這也是電子工業(yè)生產(chǎn)過程中污染物的主要來源。本文通過采用氧化還原法和沉淀法,將雙氧水作為破絡(luò)劑,對廢液中的銅、鎳等重金屬離子的絡(luò)合物進行分解,調(diào)節(jié)廢液的pH值,較后使用聚合硫酸鐵和聚合丙烯酰胺處理廢水。試驗結(jié)果表明,此種方法處理廢水效果良好、操作簡單、經(jīng)濟效益良好。
1 試驗方法
本試驗過程中使用以下溶液:聚合硫酸鐵溶液2.0g/L,聚丙烯酰胺溶液1.0g/L,雙氧水,氫氧化鈉溶液。以上溶液市場均可以購買。本試驗利用雙氧水法來處理制造柔性電路板中的電鍍廢液,因為廢液中含有多種雜質(zhì),也包括大量的銅和鎳等重金屬離子的絡(luò)合物。首先要配備一定量的H2O2作為氧化劑,使其與廢液均勻混合,待反應(yīng)充分之后分解廢液中的絡(luò)合物,產(chǎn)生Cu2+、Ni2+等離子。期間,可以放入一定量的聚合硫酸鐵,使廢液中的絡(luò)合物完全分解,凝聚已經(jīng)分解的金屬離子。再放入NaOH溶液改變廢液的pH值,當(dāng)pH值為6~9時,可以使Cu2+、Ni2+等離子沉淀,較后放入適量的聚丙烯酰胺。一段時間之后,反應(yīng)生成氫氧化物形成絮狀沉淀物,分離出來。試驗結(jié)束以后測定溶液中Cu2+、Ni2+以及COD的含量。對于Cu2+、Ni2+的含量,可以使用分光光度法測定,使用高錳酸鉀方法測定溶液中COD的含量。
2 結(jié)果與討論
2.1 H2O2用量對Cu2+、Ni2+、COD含量的影響
雙氧水含量將會影響破絡(luò)效果,較終會影響銅和鎳的試驗結(jié)果。試驗方案:采用200mL廢液,聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的含量保持不變,控制H2O2含量,設(shè)置梯度為0.0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL。當(dāng)溶液中雙氧水含量為0.5mg/L時,銅離子的含量較低,隨著溶液中雙氧水含量的繼續(xù)增加,溶液中銅離子的含量明顯增加;鎳離子的含量變化跟銅離子變化基本一致;COD含量隨著雙氧水含量的增加則持續(xù)增加。從經(jīng)濟方面考慮雙氧水使用量增加,則會導(dǎo)致成本增加,而且當(dāng)雙氧水使用量高于0.5mL時,未反應(yīng)的雙氧水會嚴(yán)重影響聚合硫酸鐵的反應(yīng),會影響溶液中銅、鎳離子的絮狀沉淀效果。
COD含量隨著雙氧水使用量增加而持續(xù)增加的原因主要有2點:①未反應(yīng)的雙氧水會對聚合硫酸鐵的作用產(chǎn)生破壞。從試驗結(jié)果中可以看出,當(dāng)雙氧水含量從1.00mL增至2.00mL時,COD大量增加,因此,聚合硫酸鐵可以減少溶液中COD。然而過量的雙氧水會使聚合硫酸鐵受到破壞,減弱對COD的反應(yīng)作用效果。②在使用高錳酸鉀檢測COD時,殘余的雙氧水作為還原劑也會使溶液中COD含量增加。根據(jù)試驗結(jié)果可以得出,當(dāng)H2O2為0.50mL時,溶液中Cu2+、Ni2+含量較少;當(dāng)H2O2為0mL時,COD含量較少。因此得出H2O2為0.50mL時為較佳用量。綜上所述,在實際生產(chǎn)過程中,從經(jīng)濟方面和處理效果方面考慮,也都應(yīng)該控制雙氧水的含量。
2.2 聚合硫酸鐵對Cu2+、Ni2+、COD含量的影響
聚合硫酸鐵用量不但能改變COD含量,而且能改變廢液中Cu2+、Ni2+含量。試驗方案:廢液量、聚丙烯酰胺用量、雙氧水用量保持不變,控制聚合硫酸鐵的使用量。試驗結(jié)果表明,當(dāng)聚合硫酸亞鐵含量為40mL時,Cu2+、Ni2+含量較少;當(dāng)聚合硫酸鐵含量為80mL時,COD含量較少。因此,綜合經(jīng)濟成本考慮,聚合硫酸鐵較佳用量范圍為40~80mL。
2.3 pH值對Cu2+、Ni2+、COD含量的影響
試驗結(jié)果表明,pH值的高低對廢液的沉淀效果影響明顯,當(dāng)pH值為6~9時,廢液沉淀效果較好,Cu2+、Ni2+、COD含量比較低;當(dāng)pH大于9時,Cu2+、Ni2+、COD部分又會發(fā)生分解,使其量增加。所以,我們在實際生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)控制pH值,選擇合適的pH值。
3 結(jié)論
采用雙氧水法處理柔性線路板生產(chǎn)中含有Cu2+、Ni2+等重金屬離子的廢水,具有效果好、操作簡便、費用低等特點。
天水產(chǎn)品
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