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

關鍵詞:絡合廢水,鐵屑內電解,銅,COD

東莞地區有近百家印制電路板(Printed circuitboard,PCB)企業,PCB產品種類多,包括單面板、雙面板和多層板。PCB生產用水量大,廢水污染物種類多,成份復雜,含有多種絡合劑(包括螯合劑),如氨、EDTA、檸檬酸根、酒石酸根等,絡合劑與銅等重金屬離子形成較穩定的絡合物,嚴重影響銅等重金屬的處理,絡合廢水處理難度較大。就PCB絡合廢水處理而言,銅等重金屬的去除能否達標的關鍵是對廢水中的絡合物能否被有效破除。同時,部分絡合劑也是有機物,絡合廢水的COD也較高。根據對東莞地區PCB企業的調查了解,雖然有多種工藝方法應用于絡合廢水的處理,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合廢水的工藝方法,具有重要的應用價值。

根據工程經驗,發現鐵屑內電解法處理絡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,本文作者取東莞某大型PCB廠的絡合廢水為試驗水樣,進行了一系列工程試驗研究。

1試驗原理和流程

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，當鑄鐵屑與電解質溶液接觸時，碳的電位高成為無數的陰極，鐵的電位低成為陽極，它們之間形成無數的微小原電池。當鑄鐵屑中再加入碳粒時，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，又加入一個大的陰極—炭粒，加速鑄鐵的腐蝕，其電化學反應式為：
陽極：Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
陰極：2H++2e→2[H]→H2 E0+(H+/H2)=0.00V
在酸性介質及有氧條件下，產生新生態的氫和亞鐵，而新生態的氫和亞鐵能與水中的許多物質發生氧化還原反應，從而破壞絡合物的結構，使其失去或降低與銅的絡合能力。同時新生的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分子而絮凝沉降下來，使廢水得到進一步的凈化。另外鐵還能與廢水的銅進行置換反應，鐵把絡合銅中的銅置換出單質銅。

東莞某PCB 廠廢水處理工程，設計日處理水量為3500m3，其中絡合廢水約200～250m3/d，采用鐵屑內電解法進行破絡除銅處理[1]。試驗設計的工藝流程見圖1。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

絡合廢水先在酸性條件下（pH=3.0～4.0）進行電化學反應（微電解反應）和置換反應等，使銅等重金屬與絡合劑分離開來，同時，部分絡合劑（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物或被徹底分解，絡合劑失去絡合功能。絡合廢水經鐵屑反應后再加堿液，廢水在堿性條件下，發生鐵氧體反應、酸堿中和反應、混凝反應，同時有重新發生的絡合反應，高價態的Fe3+ 可與EDTA 優先發生絡合反應，最終將銅等重金屬離子從絡合物中解離出來并沉淀去除。工藝流程描述如下。（東莞市環境保護技術服務中心）

詳情請點擊下載附件：鐵屑內電解法處理PCB絡合廢水