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聚合硫酸鐵處理柔性線路板重金屬廢水的研究

發布時間:2017年7月23日    來源:www.wnakcy.live 點擊數:1536

在制造柔性線路板的過程中,會產生很多含有重金屬離子的廢水,對于這些廢水,經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+等重金屬離子的絡合物含量變化進行深入研究。試驗結果得出,當雙氧水含量為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,對廢水的處理效果最好而且有良好的經濟效益。

近十幾年來,隨著科技的不斷發展,電子產品也迎來非常好的發展時期,在我國珠三角地區以及長江三角地區,聚集著大量的電子產品生產商,然而生產電子產品的過程中會產生大量的廢水,有些企業為了利潤,將不達標準的廢水排放到當地河流中,這將對當地的生態環境造成非常嚴重的破壞。根據有關部門統計,近6年來珠三角地區被連續評為重金屬“重度污染區域”,一時間成為了全國關注的熱點問題。電路板是電子元器件的載體,也是通信、計算機、網絡、音頻設備等產業的基礎。在2001年,根據國際上某咨詢服務公司的統計,全球現存電子設備產品大約有11900億個,為服務這些電子設備所生產的各種剛性和柔性印刷電路板大概有370億個,半導體為1700億個。因為電路板制造業包含電鍍工藝,所以產生的廢液含有大量的重金屬污染物,這也是電子工業生產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,將雙氧水作為破絡劑,對廢液中的銅、鎳等重金屬離子的絡合物進行分解,調節廢液的pH值,最后使用聚合硫酸鐵和聚合丙烯酰胺處理廢水。試驗結果表明,此種方法處理廢水效果良好、操作簡單、經濟效益良好。

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,也包括大量的銅和鎳等重金屬離子的絡合物。首先要配備一定量的H2O2作為氧化劑,使其與廢液均勻混合,待反應充分之后分解廢液中的絡合物,產生Cu2+、Ni2+等離子。期間,可以放入一定量的聚合硫酸鐵,使廢液中的絡合物完全分解,凝聚已經分解的金屬離子。再放入NaOH溶液改變廢液的pH值,當pH值為6~9時,可以使Cu2+、Ni2+等離子沉淀,最后放入適量的聚丙烯酰胺。一段時間之后,反應生成氫氧化物形成絮狀沉淀物,分離出來。試驗結束以后測定溶液中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效果,最終會影響銅和鎳的試驗結果。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,設置梯度為0.0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL。當溶液中雙氧水含量為0.5mg/L時,銅離子的含量最低,隨著溶液中雙氧水含量的繼續增加,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增加。從經濟方面考慮雙氧水使用量增加,則會導致成本增加,而且當雙氧水使用量高于0.5mL時,未反應的雙氧水會嚴重影響聚合硫酸鐵的反應,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增加的原因主要有2點:①未反應的雙氧水會對聚合硫酸鐵的作用產生破壞。從試驗結果中可以看出,當雙氧水含量從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。根據試驗結果可以得出,當H2O2為0.50mL時,溶液中Cu2+、Ni2+含量最少;當H2O2為0mL時,COD含量最少。因此得出H2O2為0.50mL時為最佳用量。綜上所述,在實際生產過程中,從經濟方面和處理效果方面考慮,也都應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。試驗結果表明,當聚合硫酸亞鐵含量為40mL時,Cu2+、Ni2+含量最少;當聚合硫酸鐵含量為80mL時,COD含量最少。因此,綜合經濟成本考慮,聚合硫酸鐵最佳用量范圍為40~80mL。

2.3 pH值對Cu2+、Ni2+、COD含量的影響

試驗結果表明,pH值的高低對廢液的沉淀效果影響明顯,當pH值為6~9時,廢液沉淀效果最好,Cu2+、Ni2+、COD含量比較低;當pH大于9時,Cu2+、Ni2+、COD部分又會發生分解,使其量增加。所以,我們在實際生產過程中應當控制pH值,選擇合適的pH值。

3 結論

采用雙氧水法處理柔性線路板生產中含有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。

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