電鍍配位廢水處理的研究進(jìn)展及工程實(shí)例

摘要： 針對配位廢水處理難度大的特點(diǎn)，介紹了處理該廢水較為前沿的研究成果及工程實(shí)例，希望能為工程實(shí)際提供基礎性依據，同時(shí)為配位廢水的處理提供借鑒。

0前言

配位廢水主要來(lái)源于電鍍行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢液。為了保證鍍液的穩定性、使用壽命和鍍層質(zhì)量，在鍍液中加入了很多的配位劑、穩定劑、加速劑、pH值緩沖劑等有機物。這些物質(zhì)與Cu2+，Ni2+具有極強的配位性，容易形成非常穩定的配位物，給廢水的處理帶來(lái)很大的困難，同時(shí)，對環(huán)境和人體健康有很大的危害。對于配位廢水的處理，目前常用的方法主要有四大類(lèi)：化學(xué)沉淀法、氧化還原化法、生化法及其他方法。本文以低成本、高效率為基本出發(fā)點(diǎn)，介紹了近幾年研究者在處理配位廢水方面的研究成果，另外總結一些成熟的工程實(shí)踐工藝，希望能為工程實(shí)際提供基礎性依據，也給配位廢水的處理提供借鑒。

1 配位廢水的來(lái)源及危害

1.1 配位廢水的來(lái)源

配位廢水的主要來(lái)源為沉銅線(xiàn)的銅槍、除油液清洗水，鍍銅線(xiàn)的除油、微蝕液清洗水，刻蝕線(xiàn)的堿性刻蝕液清洗水，鑲金線(xiàn)的除油、鉸金抽液清洗水以及防氧化線(xiàn)的除油、防氧化液清洗水等。這部分清洗水不但含有配位劑，還含有大量的銅、錫、鉛、金、鎳等金屬離子。

1.2配位廢水的危害

配位廢水中含有配位劑，如果不徹底處理，會(huì )污染環(huán)境，人類(lèi)、動(dòng)植物過(guò)多接觸會(huì )帶來(lái)病變，引起公害。

2 配位廢水處理的研究進(jìn)展

配位廢水處理難度大、處理效果不明顯、成本高等問(wèn)題一直未能得到很好地解決。近幾年，研究人員經(jīng)過(guò)不懈努力，取得了一定的成績(jì)。

2.1硫化鈉沉淀法

戴文燦等用硫化鈉沉淀十浮選法處理配位廢水。結果表明：采用硫化沉淀十浮選處理電鍍廢水的效果優(yōu)于中和沉淀十浮選處理的。硫化沉淀十浮選處理時(shí)，捕收劑在沉淀物表面發(fā)生的吸附主要為化學(xué)吸附，結合牢固，攪拌時(shí)不易打散，使金屬離子的去除率高；同時(shí)還可以去除石油類(lèi)等有機物。但 S2-的質(zhì)量濃度必須準確的控制，一旦S2-過(guò)量將會(huì )產(chǎn)生惡臭，造成二次污染，同時(shí)在處理過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生大量對人體有害的物質(zhì)。

2.2硫酸亞鐵法

張志軍等通過(guò)投加硫酸亞鐵形成沉淀去除重金屬離子，得出當廢水中Cu2+的質(zhì)量濃度為57.6 mg/L，Ni2+的質(zhì)量濃度為42.O mg/L時(shí)，分別投加15mg/L和12.5 mg/L的硫酸亞鐵，控制pH值在8.5～9.5，Cu2+，Ni2+的去除率分別達到最大值99.60%和93.13%。目前較多研究表明：該方法處理效果明顯，但仍存在不足之處，如加藥量較大，產(chǎn)生的污泥較多。

2.3重金屬捕集法

重金屬捕集劑是一種水溶性的、能與多種重金屬離子形成穩定不溶物的螯合物，因此利用重金屬捕集劑與重金屬離子結合形成更穩定的螯合物，沉淀去除Cu2+。修莎等合成新型捕集劑XL9處理電鍍廢水。結果表明：處理pH值為2.05，Cu2+的質(zhì)量濃度為584.79 mg/L的廢水，可無(wú)需調節pH值直接投加10 mL捕集劑，攪拌反應3 min，靜置后其上層清液中Cu2+的質(zhì)量濃度為0.24mg/L，去除率達到99.96%，完全達到國家排放標（GB 8978-1996）。在pH值為3～10的范圍內，投加0.20 mL捕集劑，對含Cu2+的質(zhì)量濃度為4.16 mg/L的廢水的去除率可達到94.95%以上，其出水中Cu2+的質(zhì)量濃度小于0.5 mg/L，達到國家排放標準。廖冬梅等研究了利用環(huán)境友好型的有機硫藥劑TMT處理含銅氨配位離子廢水的影響因素。結果表明： TMT能與Cu2+強力鰲合并沉淀，處理含銅氨配位離子廢水的效果好，出水中Cu2+的質(zhì)量濃度很低，不會(huì )對環(huán)境造成二次污染。利用重金屬捕集劑處理配位銅廢水，操作簡(jiǎn)便，但重金屬捕集劑一般價(jià)格較高，所以采用該方法處理的成本較高。

2.4電解法

電解法是一種常規的含銅廢水處理工藝，但由于傳統的平板電極表面積較小，受操作電流的限制且處理量小，尤其是在電導率低時(shí)，電流效率不高，造成回收成本高，殘余Cu2+的質(zhì)量濃度大等問(wèn)題，因而影響了電解回收的推廣使用。針對存在的弊端，郝學(xué)奎等采用擴展陰極法對酸性稀溶液中 Cu2+的回收處理進(jìn)行了研究。結果表明：擴展陰極法與常規的板式電解法相比，Cu2+的去除率提高了38%，能耗降低了20%，電解廢水的pH值適用范圍在1～4之間，且處理廢水量大。練文標用鐵屑內電解法處理印刷線(xiàn)路板配位廢水，能有效地破除配位劑對重金屬的配位，使Cu2+的去除率達99.8%以上，COD的去除率為25%左右，處理后的出水中Cu2+達標排放，處理效果好、費用低。

2.5 生物法

利用微生物吸附、吸收和轉化等作用處理印刷線(xiàn)路板配位廢水已成環(huán)�？萍脊ぷ髡邚V泛關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，已有文獻報道該方法已應用到實(shí)際工程中。在國外，Tucker等通過(guò)實(shí)驗研究發(fā)現 Scenedesmus Inerassatulus這種微藻不僅可以去除廢水中的游離態(tài)金屬離子，對于配位態(tài)金屬離子的去除更加有效。例如：在EDTA配位銅中，該種藻類(lèi)對于金屬的鰲合性要遠遠強于EDTA的配位能力。

2.6離子浮選法

離子浮選法是利用表面活性劑在氣一液界面上所產(chǎn)生的吸附現象，使離子與表面活性劑形成不溶性的沉淀物，并附著(zhù)在氣泡上實(shí)現浮選分離。戴文燦等進(jìn)行離子浮選法處理電鍍廢水的研究，當 CA：CMe＝（2.5～3.0）：1，pH值為8.5～9.O，金屬離子的濃度不高于0.0001 mol/L時(shí)，離子浮選對 Cd2+，Zn2+，Fe2+，Cu2+，Ni2+均有很高的去除率， Cd2+，Zn2+，Fe2+，Ni2+，Cu2+殘余的質(zhì)量濃度最低分別為0.05，0.20，0.22，0.28和0.33 mg/L，處理后的電鍍廢水各污染物的質(zhì)量濃度均達到排放標準。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 工程實(shí)際處理工藝

3.1 生物法

利用微生物處理配位廢水。首先將配位廢水進(jìn)行預處理，使配位物的質(zhì)量濃度降至微生物可以承受的范圍，在厭氧條件下，微生物能降解破壞這些配位物，使Cu2+釋放出來(lái)并與在厭氧條件下生成的 S2-結合生成CuS沉淀，且微生物細胞外聚合物也具有吸附Cu2+的作用。實(shí)際工程經(jīng)驗表明：經(jīng)過(guò)硫酸亞鐵法預處理后的印刷線(xiàn)路板配位廢水中，COD的質(zhì)量濃度為300～400 mg/L，Cu2+的質(zhì)量濃度為1～2 mg/L;經(jīng)過(guò)厭氧法處理后，出水中COD的質(zhì)量濃度一般為120～200 mg/L，Cu2+的質(zhì)量濃度低于0.5 mg/L；再經(jīng)好氧降解處理，出水中殘留的COD的質(zhì)量濃度可以達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）中的一級標準。通過(guò)定期排泥，可減少銅在系統中的積累，不僅達到了去除Cu2+的目的，還有效降低了出水中的COD的質(zhì)量濃度。生化法處理工藝流程，如圖1所示。

3.2化學(xué)法

化學(xué)法，即：通過(guò)投加一系列的藥劑，達到去除 Cu2+的目的。深圳華發(fā)電子股份有限公司配位廢水處理工程通過(guò)投加重金屬捕集劑（DTCR）去除 Cu2+，效果明顯。其工藝流程，如圖2所示。該廢水處理工程于2002年6月投入運行以來(lái)，設施運轉正常，處理效果良好，出水水質(zhì)穩定達標。

4結語(yǔ)

針對配位廢水處理難度大的問(wèn)題，研究者提出了大量的處理方法，但大多數方法仍處于實(shí)驗研究階段，未能推廣到實(shí)際工程中。另外，隨著(zhù)國家環(huán)保法規的日益嚴格，廢水的處理問(wèn)題是每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的艱巨任務(wù)�？蒲腥藛T應在降低處理成本、推進(jìn)其工程化應用方面加強研究攻關(guān)，以促進(jìn)配位廢水處理技術(shù)水平的完善與提高。（谷騰水網(wǎng)）