PCB廢水的回收利用技術(shù)
近年來,隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展,印刷電路板(PCB)的產(chǎn)量逐年增加,產(chǎn)生了大量的PCB廢水。這類廢水不僅水量大,而且成分復(fù)雜,處理難度大。生產(chǎn)過程中的蝕刻工序會(huì)產(chǎn)生大量的銅氨絡(luò)合物廢水,其中主要重金屬是以絡(luò)合物形式存在的銅。通常采用物理和化學(xué)方法處理該復(fù)合體,以減少?gòu)U水中的重金屬和難降解有機(jī)物。廢水中的氨氮可以通過吹脫或次氯酸鈉氧化去除,但需要化學(xué)藥劑,成本較高。本文以PCB廠的銅氨絡(luò)合物廢水為研究對(duì)象,提出了Fenton-離子交換-DTRO-拋光樹脂工藝路線,實(shí)現(xiàn)了廢水的循環(huán)利用,水質(zhì)達(dá)到GB/T11446.1-2013中EW-I標(biāo)準(zhǔn)。
1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器和試劑
主要設(shè)備:芬頓塔、離子交換柱、DTRO圓盤管式膜、保安過濾器。主要試劑:雙氧水(AR分析純)、硫酸亞鐵(AR分析純)、硫酸(AR分析純)、氫氧化鈉(AR分析純)、D001*7螯合樹脂(工業(yè)級(jí))、拋光樹脂(浙江榮耀)
1.2實(shí)驗(yàn)用水
某線路板廠蝕刻工段的銅銨絡(luò)合清洗廢水分為堿性蝕刻、酸性蝕刻和過硫酸銨微蝕刻三種,根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生的水量取樣?;旌蠌U水樣品的分析見表1。
1.3分析方法
PH值用pHS-3C精密酸度計(jì)測(cè)定;快速消化滴定法測(cè)定COD氨氮采用納氏試劑比色法測(cè)定。元素由ICP(電感耦合等離子體質(zhì)譜儀)測(cè)定。電阻用水質(zhì)電阻測(cè)試儀測(cè)量。
1.4實(shí)驗(yàn)原理
芬頓
芬頓原理:溶液中的過氧化氫和Fe2+離子組成的芬頓試劑具有很強(qiáng)的氧化性。Fe2+在弱酸性條件下催化過氧化氫,釋放出強(qiáng)氧化性的·OH。從而將廢水中的有機(jī)物氧化成無機(jī)物。
1.4.2離子交換樹脂D001*7
樹脂D001*7,大孔磺化強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,它上面的磺酸基團(tuán)可以有效的去除溶液中的陽離子。
1.4.3 DTRO
盤管式反滲透系統(tǒng)是盤管式反滲透系統(tǒng)的核心部分。盤管式膜柱由盤式RO膜、導(dǎo)流板、O型橡膠墊、中心拉桿和耐壓套管組成。與普通卷式RO膜相比,具有耐高壓、產(chǎn)水量高等特點(diǎn)。
拋光樹脂
拋光樹脂是氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和氫氧型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的混合物,一般用于超純水處理系統(tǒng)的末端,以保證系統(tǒng)的出水水質(zhì)能維持水的標(biāo)準(zhǔn)。一般出水水質(zhì)可達(dá)18兆歐以上。拋光樹脂的離子類型為H和OH,填充后無需再生即可使用。
2.實(shí)驗(yàn)裝置和工藝流程
2.1實(shí)驗(yàn)裝置和工藝流程介紹
采用Fenton-離子交換-DTRO-拋光樹脂工藝處理某線路板廠的銅銨絡(luò)合廢水。流程如圖1所示。
如圖1所示,廢水用硫酸調(diào)節(jié)pH值后,進(jìn)入芬頓塔,加入硫酸亞鐵和過氧化氫進(jìn)行氧化。芬頓出水用液堿調(diào)節(jié)pH值,用壓濾機(jī)過濾,泥餅外運(yùn)。濾液進(jìn)入D001*7離子交換柱,離子柱流出液進(jìn)入DTRO系統(tǒng)。拋光樹脂交換柱。出水水質(zhì)可達(dá)到GB/T11446.1-2013中的EW-I標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)可滿足電路板用純水的使用標(biāo)準(zhǔn)。
2.2該工藝的優(yōu)點(diǎn)
芬頓-離子交換-DTRO-拋光樹脂技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)優(yōu)化了傳統(tǒng)的破碎工藝;
(2)芬頓、離子交換和DTRO段可自動(dòng)控制;
(3)實(shí)現(xiàn)銅氨絡(luò)合物廢水的循環(huán)利用,提高PCB板廠廢水的循環(huán)利用率。
3.測(cè)試和結(jié)果
3.1芬頓實(shí)驗(yàn)
3.1.1芬頓條件實(shí)驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)室條件下,對(duì)銅氨絡(luò)合物廢水混合樣品進(jìn)行1L取樣,在不同pH條件下加入不同濃度的硫酸亞鐵和雙氧水,考察廢水中COD和Cu的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
從表2可以看出,廢水pH=4,加入ω(feso 4 & # 8226;H2o) 1%,ω(H2O2)1.5%,廢水COD36.78mg & # 8226L-1的去除率為67.61%,Cu為Cu14.61mg & # 8226L-1的去除率為95.08%??梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論:銅氨絡(luò)合物廢水經(jīng)過破網(wǎng)處理,Cu基本完全轉(zhuǎn)化為離子態(tài)。芬頓廢水用液堿調(diào)節(jié)pH,對(duì)銅有很好的去除效果;
3.1.2芬頓中試去除情況
銅銨絡(luò)合廢水的芬頓中試,芬頓塔處理能力為2m3 & # 8226H-1,進(jìn)水pH=4,ω(feso 4 & # 8226;7H2O)=1%,ω(H2O2)=1.5%,運(yùn)行時(shí)間10h。廢水處理后的效果見圖2。
3.2離子交換實(shí)驗(yàn)
3 . 2 . 1 D001 * 7樹脂的預(yù)處理
離子交換樹脂工業(yè)產(chǎn)品中往往含有少量的有機(jī)低聚物,可能會(huì)吸附鐵、鋁等金屬離子等無機(jī)雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在樹脂使用初期會(huì)逐漸溶解釋放,影響出水水質(zhì)。因此,有必要對(duì)樹脂進(jìn)行預(yù)處理。將樹脂在純水中浸泡24h,然后依次在ω(HCl)=10%和ω(NaOH)=5%中浸泡4h,再用純水沖洗至中性。樹脂預(yù)處理方法見GB/T5476-1996。
3.2.2 D001*7樹脂廢水處理效果曲線
稱取10g預(yù)處理過的D001*7樹脂,置于直徑為2cm的色譜柱中。根據(jù)圖3組裝實(shí)驗(yàn)裝置。在動(dòng)態(tài)條件下,對(duì)芬頓塔處理后的銅銨廢水測(cè)定D001*7,驗(yàn)證樹脂對(duì)Cu和NH3-N的去除效果,并繪制穿透曲線。
從圖4可以看出,D001*7樹脂對(duì)芬頓塔處理后的銅銨廢水中的Cu和NH4+有很好的去除效果,Cu2+< 1mg & # 8226;L-1,NH3-N濃度< 0.5mg & # 8226L-1 .
3 . 2 . 3 d001 * 7樹脂對(duì)氨氮的飽和交換容量及再生
稱取10g預(yù)處理后的D001*7樹脂,放入直徑為2cm的色譜柱中,按照?qǐng)D3組裝實(shí)驗(yàn)裝置。1g準(zhǔn)備& # 8226;L-1的NH4Cl溶液通過離子柱,直至流出液濃度與進(jìn)水濃度一致,即樹脂柱氨氮吸附飽和。制備ω(HCl)= 10%的溶液以洗脫飽和樹脂柱。洗脫后,用純水洗滌樹脂柱,直到流出液的pH為中性,然后將NH4Cl溶液通過該柱進(jìn)行再吸附。在上述過程中,分別重復(fù)5次吸附和洗脫實(shí)驗(yàn),考察再生樹脂對(duì)氨氮飽和交換容量的變化。
從圖5可以看出,經(jīng)過5次再生后,D001*7樹脂對(duì)氯化銨溶液中氨氮的飽和交換容量變化不大,飽和交換容量穩(wěn)定在2.15 ~ 2.17mmol & # 8226G1級(jí).可以得出以下結(jié)論:ω(HCl)=10%的溶液對(duì)飽和D001*7樹脂有很好的洗脫效果;重復(fù)再生對(duì)D001*7樹脂吸附氨氮的效果影響不大。
3.3 DTRO連續(xù)先導(dǎo)試驗(yàn)
經(jīng)過Fenton氧化和離子交換處理后,PCB銅氨絡(luò)合物廢水具有cod
3.4拋光樹脂效果處理
在DTRO流出液中稱取20g拋光樹脂,放入直徑為4CM的色譜柱中,按圖3組裝實(shí)驗(yàn)裝置。通過出水DTRO柱,驗(yàn)證拋光樹脂的出水阻力,結(jié)果如圖6所示。
從圖6可以看出,經(jīng)過精制樹脂吸附后,出水的水質(zhì)阻力穩(wěn)定在18 mω。厘米或以上。
4.摘要
本研究采用Fenton-離子交換-DTRO-拋光樹脂工藝處理PCB電路板廠蝕刻工段的銅氨絡(luò)合物廢水。在pH=4的芬頓條件下,ω(feso 4 & # 8226;7H2O)1%,ω(H2O2)1.5%,廢水中絡(luò)合態(tài)的銅基本上可以轉(zhuǎn)化為離子態(tài),COD可以降到40mg & # 8226L-1下,銅降低到15mg & # 8226L-1或以下;經(jīng)過D001*7離子交換樹脂后,出水氨氮小于0.5mg & # 8226l-1;經(jīng)過后續(xù)的DTRO碟片管膜+拋光樹脂處理后,水質(zhì)可達(dá)到GB/T11446.1-2013中EW-I標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)回用。(來源:深圳市深投環(huán)??萍加邢薰?
免責(zé)聲明:本網(wǎng)站內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò),轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,并不意味贊成其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容真實(shí)性。轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)等問題,請(qǐng)立即聯(lián)系網(wǎng)站編輯,我們會(huì)予以更改或刪除相關(guān)文章,保證您的權(quán)利。
標(biāo)簽:  PCB線路板廢水回收利用技術(shù)