污水處理設備化學沉淀法 污水處理設備化學沉淀法

近年來，我國電子技術的發展，使印刷線路板成為一種被廣泛應用的電子產品，由于電子產品的更新換代速度不斷加快，這也使傳統的線路板被逐漸淘汰。與此同時，由于在制造印刷線路板時會產生大量的含銅廢水，這些含銅廢水如果不加以處理就進行直接排放，勢必會給自然環境造成嚴重污染，甚至還會危害到人體健康。一直以來，人們在回收線路板的含銅廢液時，需要通過中和、出料及廢水，采用離子交換方法來對廢水進行處理，然后進行再蒸發和再滲透，以此進行再離子交換，通過對處理后的廢水進行銅離子含量檢測，合格后方可排放，但在處理后的廢水中卻含有較高的氨氮。為了解決該問題，本文采用化學沉淀法來對線路板廠的含銅廢水進行處理，并借助于正交實驗來對的工藝條件進行確定，以期能夠為線路板廠在改進廢水處理工藝中提供參考和借鑒。

　　1、實驗部分

　　1.1 實驗原理

　　在應用化學沉淀法來對線路板廠的含銅廢水進行處理時，首先需要確定化學沉淀法中的沉淀劑成分，本文將硫化鈉與硫酸亞鐵作為沉淀劑中的主要成分。化學沉淀法的去銅原理主要是利用硫酸亞鐵法來實現，也就是在暴氣條件下對pH為2~3的硫酸亞鐵內的二價鐵離子進行氧化，使其成為三價鐵離子，然后將三價鐵離子投加至含銅廢水中，使三價鐵離子能夠與EDTA進行結合，從而實現對Cu2+的置換，從而使含銅廢水中的銅離子從原有的絡合態向著游離態進行轉變，然后提高含銅廢水的pH值，由此便可使Fe(OH)3、Fe(OH)2與Cu(OH)2得以沉淀，進而有效去除了廢水中的銅離子和鐵離子，此外，因Fe(OH)3在沉淀過程中發揮混凝作用，這能夠提高含銅廢液的沉淀速度，進而提高含銅廢水的處理效率。通過對硫化鈉中的Cu2+與S2-在堿性環境中進行操作，可使廢液中產生大量的CuS沉淀，然后將絮凝劑與混凝劑加入到含銅廢水中，可確保細小CuS的快速沉淀，進而實現對含銅廢水中銅離子的有效去除。

　　1.2 實驗方法

　　為了對含銅廢水的水質進行分析，本文通過二乙基二硫代氨基甲酸鈉來對處理前與處理后的含銅廢水的銅離子含量進行分別測定，測定方法采用分光光度法，測定結果表明，處理前的含銅廢水中所含的銅離子含量高達15.7mg/L，而通過化學沉淀法的應用，處理后的含銅廢水中，其銅離子含量的濃度只有1mg/L。除此之外，本文還進行了單因素實驗，并借助于正交實驗分別對pH、PAM、FeSO4·7H2O、LIME以及Na2S的初始摻入量進行了確定，并結合實際工藝中的摻加量、水力停留時間和反應池體積，對0.5L含銅廢水中各個試劑的摻入量進行了計算，經計算得出，各個試劑的實際摻入量分別為pH為2、PAM為3.3mL、FeSO4·7H2O為3mL、LIME為3.9mL、Na2S為2mL。

　　2、實驗結果

　　2.1 pH值對化學沉淀法處理效果的影響

　　在廢水PH值分別為1、2、3、4的四份0.5L的含銅廢水中均摻入FeSO4·7H2O試劑3mL，并設定攪拌時間為15min，然后在這四份含銅廢水中分別加入氫氧化鈉，使這四份含銅廢水的pH值均上升至9，然后在這四份含銅廢水中均摻入3.9mL的LIME，并進行15min的攪拌反應，然后再摻入2mL的Na2S，再次進行15min的攪拌反應，然后摻入3.3mL的PAM，最后再進行15min的攪拌后進行放置，靜待廢水沉淀，然后對上清液內的含銅濃度進行測定。經測定結果表明，上清液內的含銅濃度初始值為每升15.7mg，通過觀察不同pH值的影響發現，初始pH值的提高會使化學沉淀法的去銅率呈現出先提高后降低的變化，當初始pH值為3時，此時化學沉淀法的處理效果好。

　　2.2 FeSO·47H2O摻入量對化學沉淀法處理效果的影響

　　將含銅廢水的pH初始值設定為3，并摻入不同分量的FeSO4·7H2O，其他試劑的摻入量則按照上述操作進行，以此觀察FeSO4·7H2O摻入量的不同給化學沉淀法處理效果帶來的影響。觀察結果表明，FeSO4·7H2O的摻入量不斷增加會逐漸提高化學沉淀法對含銅廢水的處理效果，但FeSO4·7H2O的摻入量越多，則化學沉淀法對含銅廢水的處理效果也將逐漸減弱，當FeSO4·7H2O的摻入量達到3.8mL時，此時化學沉淀法的處理效果好。

　　2.3 LIME摻入量對化學沉淀法處理效果的影響

　　將含銅廢水的pH初始值設定為3，并將3.8mL的FeSO4·7H2O分別摻入至含銅廢水中，除LIME試劑以外，其他試劑的摻入量及操作均與上述相同。LIME試劑在不同含銅廢水中的摻入量不同，以此觀察LIME摻入量的不同給化學沉淀法處理效果帶來的影響。觀察結果表明，LIME試劑的摻入量越多，則化學沉淀法對含銅廢水的處理效果就越好，但處理效果的提升幅度會逐漸變緩。當LIME試劑在含銅廢水中的摻入量達到5mL時，則化學沉淀法的處理效果無限接近于99%，此時該工藝的處理效果佳。

　　2.4 Na2S摻入量對化學沉淀法處理效果的影響

　　在應用化學沉淀法來對含銅廢水進行處理時，將廢液的pH初始值調節為3、FeSO4·7H2O的摻入量為3.8mL，LIME的摻入量為5mL，PAM的摻入量為3.3mL，所有實驗操作均相同，只有Na2S試劑的摻入量不同，以此觀察Na2S摻入量的不同給化學沉淀法處理效果帶來的影響。通過觀察結果表明，Na2S的摻入量不斷提高，會使化學沉淀法的處理效果呈現出先提高后下降的變化，當Na2S的摻入量達到2.2mL時，此時化學沉淀法的處理效果佳。

　　2.5 PAM摻入量對化學沉淀法處理效果的影響

　　在應用化學沉淀法來對含銅廢水進行處理時，將廢液的pH初始值調節為3、FeSO4·7H2O的摻入量為3.8mL，LIME的摻入量為5mL，Na2S的摻入量為2.2mL，所有實驗操作均相同，只有PAM試劑的摻入量不同，以此觀察PAM摻入量的不同給化學沉淀法處理效果帶來的影響。通過觀察結果表明，PAM的摻入量越高，則化學沉淀法對含銅廢水的處理效果就越好，但當PAM的摻入量達到4mL以上時，則化學沉淀法對含銅廢水的處理效果提升幅度會變得微乎其微。

　　2.6 正交實驗結果及驗證

　　在對上述因素進行單因素實驗分析以后，便需要進行正交實驗，以此分析這些單因素對化學沉淀法處理效果的影響作用大小。本文將各個因素按照4個水平進行劃分，并借助于L16(45)正交表，將含銅廢水中的銅去除率作為正交試驗的評價因素，以此獲得正交實驗的方案表，然后便可根據該方案表來對實驗進行依次開展，最后對實驗結果實施極差分析。極差分析結果表明，其影響作用按照從大至小進行排列，依次為pH值、PAM摻加量、FeSO4·7H2O摻加量、LIME摻加量、Na2S摻加量，由此便可確定出線路板廠含銅廢水化學沉淀法的處理條件，pH值、PAM摻加量、FeSO4·7H2O摻加量、LIME摻加量、Na2S摻加量分別為3、4mL、4mL、5mL與2mL。通過對化學沉淀法的處理條件進行了實驗證明，結果表明，采用該處理條件來對0.5L的含銅廢水進行化學沉淀法處理，經處理后的廢水中銅離子含量在0.25mg/L，化學沉淀法的處理效果高達98.4%

　　3、可行性分析

　　相比于以往的離子交換工藝，以往的工藝水準在含銅廢水處理后，其銅離子濃度在1mg/L左右，其工藝處理效果只有93.6%，雖然該工藝的處理效果能夠達到污水排放標準中對銅離子的排放要求，但在廢水中卻含有很高的氨氮。而采用化學沉淀法，并設置的處理條件，經實踐證明，化學沉淀法在對含銅廢水進行處理后，廢水中的銅離子濃度只有0.34mg/L，其處理效果高達97.8%，相比于離子交換工藝提升了4.2%，而且在處理廢水過程中不會產生較高濃度的氨氮，進而有效彌補了以往工藝所存在的不足。