摘要：线路板综合废水中由于氨、EDTA等的存在，导致铜离子形成络合铜，处理达标困难。在废水中投加亚铁离子，与氨、EDTA形成更稳定络合物，从而使络合铜转化为游离铜离子，处理难度和处理费用会大幅降低。
关键词：线路板综合废水； 络合铜； 亚铁破络；
1前言
根据广东省地方标准《电镀水污染物排放标准》（DB44/1597-2015），珠三角地区2012年9月1日以后环评批复的电镀企业或电镀园区及国土开发密度较高、水环境容量较小、生态环境脆弱地区的电镀企业或电镀园区，铜离子排放浓度为0.3mg/L。线路板生产过程中会产生大量铜离子[Cu2+]，常规污水处理工艺是采用投加石灰或烧碱，与氢氧根[OH-]反应，生成氢氧化铜[Cu（OH）2]沉淀，通过混凝沉淀得以去除。双面线路板及多面线路板生产其中蚀刻、沉铜等工序会产生稳定可溶的络合物Cu[（NH3）4]2+，Cu-EDTA，而这部分铜离子难以与氢氧根产生沉淀，而继续溶解在水中，导致出水铜离子浓度超标[1]。
针对络合铜，工业上采用各种破络药剂处理，常见药剂如下：
新工艺的铜离子去除原理：亚铁离子在废水处理过程中转化成三价铁，二价铁及三价铁和氨及EDTA的结合能力远远高于铜离子和氨及EDTA的结合能力，使得铜离子以离子形态析出，从而在碱性条件下转化为氢氧化铜沉淀。
2 材料与方法
2.1 实验用水和药剂
试验用水：A线路板厂综合废水，主要生产双面线路板。B线路板厂综合废水，主要生产多层线路板。
药剂：10%硫酸亚铁，0.2%PAM，现配石灰浆
2.2实验方法
试验过程如上文所述工艺：在4个200ml烧杯中分别加入100ml综合废水（pH=2-3），在4个烧杯中各加入0.7ml、1.0ml、2.0ml、4.0ml的10%硫酸亚铁破络，用玻璃棒搅拌30s，加适量石灰调pH到7.5-8.2并搅拌，加适量0.2%的PAM絮凝。滤纸过滤，用原子吸收分光光度计测量4个烧杯内废水铜离子浓度。pH由便携式pH仪测定。
3 结果与讨论
以A线路板厂和B线路板厂的综合废水为水样进行试验，数据记录如下（因EDTA的浓度较低，它对实验的影响可忽略）A和B线路板厂综合废水水质参数如表1所示。
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当100ml废水加入4.0ml的10%硫酸亚铁的时候，铜离子浓度分光光度计仪器已无法检出，用前3个数据模拟曲线如下图1所示：
线性相关系数R2=0.993，可认为亚铁用量和出水铜离子浓度具有较大的相关性。由线性方程计算出铜离子浓度为0的时候，亚铁用量为2.6ml。之后在100ml废水中加入2.6ml亚铁再加石灰调pH=8.0，加PAM絮凝沉淀过滤后，测得的铜离子浓度为0.1626mg/L，证明铜离子浓度确实会随着亚铁用量增加而减小。若A线路板厂综合废水铜离子浓度达到排放0.5mg/L的排放标准，用线性方程计算出所需的10%的亚铁用量为1.69ml。
B线路板厂综合废水试验数据如下表3所示：
将4组数据做成曲线如下图5所示：
乘幂相关系数R2=0.9971，可认为亚铁用量和出水铜离子浓度具有较大的相关性。若B线路板厂综合废水铜离子浓度达到排放0.5mg/L的排放标准，用线性方程计算出所需的10%的亚铁用量为0.85ml。
A线路板厂和B线路板厂综合废水处理后的铜离子浓度和亚铁投加量均存在很大的关联性；尽管其相关性方程不同，主要原因是A、B两厂的综合废水中铜离子浓度、氨氮浓度、pH等差别较大，且A线路板厂以双面线路板为主，B线路板厂以多层线路板为主，其生产工艺和配方略为不同。
4 结论
(1)亚铁破络工艺在原理上合理，实验室小试的重现性极高；该工艺可大幅度降低线路板综合废水的重金属捕捉剂、硫化钠等破络药剂的用量，进而可大幅度降低废水处理费用；该工艺石灰用量大幅降低，污泥产量和污泥处理费用随之降低。经实验室小试数据评估，亚铁破络工艺较传统破络工艺，在药剂费用上会减少60-80%，污泥产量会降低50-60%，会大幅度降低线路板综合废水的处理工作量和处理费用，因此推荐该工艺应用于线路板厂综合废水的处理。
(2)实际工业应用中，由于综合废水中铜离子、氨氮、pH等多参数均在不断变化，而亚铁投加量亦需时刻与之对应调整。若采用连续进水模式处理，势必导致亚铁加药量无法与废水中铜离子、氨氮、pH等参数适配，因此亚铁破络工艺推荐采用间歇式反应器，通过测定综合废水中铜离子、氨氮、pH的含量，进行实验室小试，获得加药量曲线后确定亚铁投加量。
参考文献
[1]刘寒寒，黄天寅，吴玮，等. 印刷电路板工业园区废水综合处理研究[J]. 给水排水. 2013, 39(6): 60-64.
[2]杨林，王维平. 铝材加工废水的重金属污染控制技术研究[J]. 净水技术. 2016(A01): 109-112.
[3]崔洪升，李大利. 综合电镀废水处理技术的试验研究[J]. 中国给水排水. 2015(9): 100-103.
[4]陈志冰，李苏桐，梅述芳. KMnO4处理EDTA络合铜废水的研究[J]. 环境研究与监测. 2015(2): 5-8.
论文作者:邵平,杨玥
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
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