Fenton试剂在印制电路板工业废水处理中的应用_彭军

印制电路板的制作是一种非常复杂的综合性的加工技术,是大水耗、大污染的行业。为提高印制电路板的性能,生产过程中加入大量的添加剂和络合剂[1]。当这些添加剂和络合剂随之进入废水系统时,使原本冗长的废水处理流程变得更加复杂。目前常用的处理工艺有用Na2S、重金属捕捉剂和过量的Fe2+或Ca2+破坏络合铜离子,用NaClO、活性炭和生化工艺降解CODCr,也有用膜过滤工艺的。本文详细介绍了Fenton试剂在某PCB厂的废水(水量为3000m3/d)预处理中的应用。利用其氧化性能高的特点,氧化废水中有机物、破坏重金属络合剂,既降低了废水中的CODCr值,又为后续的混凝沉淀除重金属离子创造了条件,使整个废水处理获得理想的效果,出水水质达到《广东省污水排放标准》DB44/26-2001中的一级标准。1废水来源根据该PCB厂提供的工艺生产排水状况,将排水分为9大类,其水质、水量详见表1。Fenton试剂在印制电路板工业废水处理中的应用摘要:根据印制电路板生产所排废水、废液的种类繁多,数量差异较大的特点,进行最优化分类收集,采用针对特征污染物和Fenton试剂氧化相结合,先预处理后再集中进行混凝、沉淀、过滤处理的技术。该技术的实际运行表明,该废水经处理后Cu2+的质量浓度可降至0.45mg/L,CODCr的质量浓度可降至84mg/L。该法具有工艺实用、稳定、控制精确、操作简便和作业环境良好的特点。关键词:Fenton试剂;印制电路板废水;优化分类;废水处理中图分类号:X703.5文献标识码:B文章编号:1009-2455(2006)03-0031-04彭军,胡勇有(华南理工大学环境科学与工程学院,广州510640)收稿日期:2005-10-09;修回日期:2005-12-12表1进水水质指标序号废水名称水量/(m3·d)pH值ρ(CODCr)/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)1化学铜水洗水9510~122000702酸性废水461~2100353显影剥膜废水81.411~13410013004膨松剂废水5.9420000150005高锰酸钾废液8.849~125012006重金属废水112.62~3100607高浓度有机废水90.96~98001508低浓度有机废水4046~9150809一般清洗水2095.43~510040ρ(Cu2+)/(mg·L-1)废水处理分类500A200B3BC20C1000C3C3D150D2处理工艺2.1工艺流程根据印制电路板废水来源繁多、成分复杂的特点,先进行针对性的预处理,然后进行集中处理。具体工艺流程如图1所示。2.2流程说明预处理流程有三级。①化学铜废水氧化系统。利用Fenton试剂的强氧化性产生的·OH自由基将废水中的EDTA2-Cu络合物破坏,同时氧化分解HCHO等有机物,降工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.37No.3Jun.,2006·31·工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.37No.3Jun.,2006低废水的CODCr值。②显影剥膜废水酸化处理系统。利用显影剥膜废水中有机物在酸性条件下以固形物析出的特点,进行酸化反应,去除废水中的有机物,降低CODCr值。其中,为降低运行成本,酸性废水作为废酸回用于酸化反应。③酸化后的废水同高锰酸钾废水、重金属废水、氧化后的化学铜废水、高浓度有机废水、膨松剂废水按比例混合后进行Fenton试剂氧化。利用Fenton试剂的强氧化性产生的·OH自由基氧化分解部分有机物,降低废水的CODCr值,同时将废水中的其它重金属络合物破坏。Fenton试剂氧化后的废水进行混凝、沉淀。去除部分重金属离子和悬浮物,消除重金属离子和悬浮物过高对综合废水处理系统的影响。预处理后的废水与一般清洗废水、低浓度有机废水一起进入综合废水调节池,再进行混凝、沉淀、砂滤、活性炭吸附和离子交换处理。其中活性炭吸附和离子交换为备选工艺,以防止事故性排水或处理系统发生故障时能确保废水达标排放。3Fenton氧化器(设备)的设计参数3.1Fenton试剂氧化法原理在酸性条件下Fe2+与H2O2主要发生下列反应:Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+H2O2和Fe2+混合形成的Fenton试剂是一种强氧化剂,能产生氧化能力很强的·OH自由基。·OH既可以破坏芳香环,使之形成脂肪族化合物,又可以将一些脂肪族化合物氧化成更小分子的有机物,甚至直接矿化成CO2+H2O。同时,·OH也将重金属络合物破坏,使之氧化成游离态的重金属离子和不具备络合功能、结构较简单的有机物质。主要发生下列反应:·OH+H—R1→R·+H2O·OH+MX1→X2-+M++H2O·OH+X-→X·