化學(xué)沉淀法處理線路板廠含鎳廢水

郭琳1查紅平2廖小剛1尹麗1柳正葳1

(1.井岡山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西吉安343009;2.紅板(江西)線路板公司，江西吉安343100)

摘要:為使某線路板廠含鎳廢水達(dá)標(biāo)排放，模擬該廠含鎳廢水處理工藝條件，采用硫化鈉和硫酸亞鐵相結(jié)合的化學(xué)沉淀法進(jìn)行小試，通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳藥劑投加量。結(jié)果表明:處理該含鎳廢水的最佳操作條件是pH=2，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為1.29g/L，Na2S的投加量為0.52g/L，LIME的投加量為1.12g/L，PAM投加量為0.02g/L。此時廢水中的鎳含量從20.5mg/L降至0.022mg/L，鎳的去除率達(dá)99%以上。將最佳工藝條件應(yīng)用于工程實(shí)踐，鎳的去除率從原有的95.1%提高到98.9%，廢水中鎳含量低于0.5mg/L，達(dá)到GB21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中鎳的排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:線路板廠;含鎳廢水;化學(xué)沉淀法;正交試驗(yàn)

印制線路板(PCB)行業(yè)是電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對PCB的需求日益增加。PCB生產(chǎn)工藝復(fù)雜，要使用到多種不同性質(zhì)的化工原料，導(dǎo)致產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜[1]，包括多種有機(jī)物、絡(luò)合物和銅、鉛、鎳等重金屬。其中鎳是一種可致癌的重金屬[2-3]，此外它還是一種較昂貴的金屬資源。如果含鎳廢水不加處理任意排放，不但會危害環(huán)境和人體健康，還會造成貴金屬資源的浪費(fèi)。目前含鎳廢水的處理方法有催化還原法、離子交換法、重金屬捕集劑法等[4]。本文所研究的線路板廠采用化學(xué)沉淀法處理含鎳廢水，通過正交實(shí)驗(yàn)研究該廠含鎳廢水處理工藝的最佳操作條件，為其含鎳廢水處理方案的改進(jìn)提供依據(jù)。

1·實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原理

在酸性條件下，F(xiàn)e2+、Fe3+與含鎳廢水中的有機(jī)物絡(luò)合形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性大于Ni2+與有機(jī)物形成的絡(luò)合物，從而使Ni2+從絡(luò)合物中置換出來，成為游離Ni2+;然后在堿性條件下，使游離Ni2+與OH-、S2-結(jié)合生成沉淀物從廢水中分離。常用的沉淀劑有石灰乳、硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉和硫化亞鐵等[5]。該線路板廠采用的是硫酸亞鐵破絡(luò)，硫化鈉沉淀相結(jié)合的化學(xué)沉淀法。具體工藝見圖1。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1)水質(zhì)分析:采用火焰原子吸收分光光度法測定含鎳廢水以及經(jīng)現(xiàn)有工藝條件處理后沉淀池上清液中鎳的含量。結(jié)果表明，廢水中鎳的含量為20.5mg/L，沉淀池上清液中鎳的含量為1.00mg/L。

2)單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):根據(jù)該線路板廠的水質(zhì)資料和工藝流程，確定pH、FeSO4·7H2O投加量、生石灰(LIME)投加量、PAM投加量、Na2S投加量為考察因素。為了模擬工廠處理過程，根據(jù)實(shí)際處理工藝中的加藥量、反應(yīng)池的體積以及水力停留時間，計(jì)算出處理500mL含鎳廢水所需的藥品量，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)。處理500mL含鎳廢水所需的藥品投加量見表1。

2·實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析