聚合硫酸鐵處理柔性線路板重金屬?gòu)U水的研究
在制造柔性線路板的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生很多含有重金屬離子的廢水,對(duì)于這些廢水,經(jīng)常使用雙氧水法來(lái)處理。以柔性線路板制造過(guò)程中的廢水為研究對(duì)象,對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(jìn)行深入研究。試驗(yàn)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(shí),對(duì)廢水的處理效果較好而且有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
近十幾年來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展,電子產(chǎn)品也迎來(lái)非常好的發(fā)展時(shí)期,在我國(guó)珠三角地區(qū)以及長(zhǎng)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水,有些企業(yè)為了利潤(rùn),將不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的廢水排放到當(dāng)?shù)睾恿髦?,這將對(duì)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(jì),近6年來(lái)珠三角地區(qū)被連續(xù)評(píng)為重金屬“重度污染區(qū)域”,一時(shí)間成為了全國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。電路板是電子元器件的載體,也是通信、計(jì)算機(jī)、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(guó)際上某咨詢服務(wù)公司的統(tǒng)計(jì),全球現(xiàn)存電子設(shè)備產(chǎn)品大約有11900億個(gè),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(gè),半導(dǎo)體為1700億個(gè)。因?yàn)殡娐钒逯圃鞓I(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(guò)程中污染物的主要來(lái)源。本文通過(guò)采用氧化還原法和沉淀法,將雙氧水作為破絡(luò)劑,對(duì)廢液中的銅、鎳等重金屬離子的絡(luò)合物進(jìn)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(yàn)結(jié)果表明,此種方法處理廢水效果良好、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益良好。
1 試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)過(guò)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(chǎng)均可以購(gòu)買。本試驗(yàn)利用雙氧水法來(lái)處理制造柔性電路板中的電鍍廢液,因?yàn)閺U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(shí),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(shí)間之后,反應(yīng)生成氫氧化物形成絮狀沉淀物,分離出來(lái)。試驗(yàn)結(jié)束以后測(cè)定溶液中Cu2+、Ni2+以及COD的含量。對(duì)于Cu2+、Ni2+的含量,可以使用分光光度法測(cè)定,使用高錳酸鉀方法測(cè)定溶液中COD的含量。
2 結(jié)果與討論
2.1 H2O2用量對(duì)Cu2+、Ni2+、COD含量的影響
雙氧水含量將會(huì)影響破絡(luò)效果,較終會(huì)影響銅和鎳的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)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(shí),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(jì)方面考慮雙氧水使用量增加,則會(huì)導(dǎo)致成本增加,而且當(dāng)雙氧水使用量高于0.5mL時(shí),未反應(yīng)的雙氧水會(huì)嚴(yán)重影響聚合硫酸鐵的反應(yīng),會(huì)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(diǎn):①未反應(yīng)的雙氧水會(huì)對(duì)聚合硫酸鐵的作用產(chǎn)生破壞。從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出,當(dāng)雙氧水含量從1.00mL增至2.00mL時(shí),COD大量增加,因此,聚合硫酸鐵可以減少溶液中COD。然而過(guò)量的雙氧水會(huì)使聚合硫酸鐵受到破壞,減弱對(duì)COD的反應(yīng)作用效果。②在使用高錳酸鉀檢測(cè)COD時(shí),殘余的雙氧水作為還原劑也會(huì)使溶液中COD含量增加。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出,當(dāng)H2O2為0.50mL時(shí),溶液中Cu2+、Ni2+含量較少;當(dāng)H2O2為0mL時(shí),COD含量較少。因此得出H2O2為0.50mL時(shí)為較佳用量。綜上所述,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,從經(jīng)濟(jì)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(duì)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(yàn)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(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)聚合硫酸亞鐵含量為40mL時(shí),Cu2+、Ni2+含量較少;當(dāng)聚合硫酸鐵含量為80mL時(shí),COD含量較少。因此,綜合經(jīng)濟(jì)成本考慮,聚合硫酸鐵較佳用量范圍為40~80mL。
2.3 pH值對(duì)Cu2+、Ni2+、COD含量的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,pH值的高低對(duì)廢液的沉淀效果影響明顯,當(dāng)pH值為6~9時(shí),廢液沉淀效果較好,Cu2+、Ni2+、COD含量比較低;當(dāng)pH大于9時(shí),Cu2+、Ni2+、COD部分又會(huì)發(fā)生分解,使其量增加。所以,我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)過(guò)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(jiǎn)便、費(fèi)用低等特點(diǎn)。
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