PCB化学镀铜废水预处理工艺研究

摘要

随着PCB电镀行业的快速发展，电镀废水量越来越大，水质越来越复杂，PCB化学镀铜废水中含有重金属离子铜和有机污染物，对人体和环境具有很大危害性，必须经过妥善处理后，才可以排放。
　　本文以PCB化学镀铜废液为研究对象，采用还原-酸析工艺对化学镀铜废液进行回收利用，并利用硫化沉淀工艺、微电解-Fenton工艺对经回收后的化学镀铜废水进行处理。为了取得较好的预处理效果，首先，进行单因素实验，确定相关参数的变化范围，然后，根据正交实验结果，分析各因素对实验结果的影响程度，最后，通过对各组实验结果进行比较，确定最佳实验方案。对比研究了各方法的处理效果及优缺点，研究得出以下结论：
　　(1)采用水合肼还原法处理化学镀铜废液，可以大幅度降低废液中的铜含量。通过单因素及正交实验得到最优工艺条件为pH=12，水合肼浓度为60mmol/L，加热温度为60℃，加热时间为25min，静置时间为70min，该条件下废液中铜离子去除率达到了97.56％，溶液中剩余铜离子浓度为96.75mg/L。继续对还原后的废液进行酸化处理，使废液中EDTA回收率达到96.84％。
　　(2)对经回收后的化学镀铜废水进行进一步处理，可以得出以下结论:
　　硫化沉淀工艺能够进一步对还原后化学镀铜废液中的铜离子进行去除。通过实验得到较优工艺条件为中和沉淀时间为15min，pH=12.5，S/Cu摩尔比为1.6∶1，硫化反应时间为40min，反应温度为常温，PAM投加量为8.0mg/L，该条件下化学镀铜废水中铜离子去除率达到了99.81％，溶液中剩余铜离子浓度为0.184mg/L。该法对铜离子的进一步去除效果明显，但对COD并没有十分明显的处理效果。
　　微电解法能够对铜离子和COD有一定程度的去除。通过单因素及正交实验得到最优工艺条件为铁碳质量比为3∶2，铁炭总量为35g/L，pH=2.0，反应温度为常温，反应时间为40 min，该条件下化学镀铜废水中铜离子和COD去除率分别达到了99.23％和69.49％，溶液中剩余铜离子浓度为0.745 mg/L，剩余COD浓度为157.99 mg/L。对微电解过后废水进行进一步处理，通过对比可以发现，Fenton法的处理效果最好，废水中铜离子和COD剩余浓度分别降至0.212mg/L和37.61mg/L。
　　(3)从反应条件、出水水质等方面对三种处理工艺进行对比分析，可以发现，可利用还原-酸析工艺对高浓度化学镀铜废液处理，回收铜粉和EDTA;针对中低浓度化学镀铜废水，硫化沉淀法对铜离子去除效果较好;微电解-Fenton工艺对化学镀铜废水中铜离子及COD均有较好预处理效果。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 前言

1．2 电镀工艺简介

1．2．1 电镀工艺流程

1．2．2 典型电镀铜技术

1．2．3 化学镀铜

1．3 化学镀铜废水

1．3．1 废水来源

1．3．2 电镀废水的分类

1．3．3 化学镀铜废水危害

1．4 PCB电镀废水处理现状

1．4．1 PCB生产废水国内外处理现状

1．4．2 化学镀铜废水国内外处理现状

1．5 课题来源、目的及内容

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究目的

1．5．3 研究内容

2 实验材料与方法

2．1 实验水样

2．2 主要仪器与试剂

2．2．1 主要仪器

2．2．2 主要试剂

2．3 分析方法

2．3．1 铜、铁的测定

2．3．2 化学需氧量(COD)的测定

2．3．3 甲醛的测定方法

2．3．4 EDTA的测定方法

2．3．5 pH的测定方法

2．4 EDTA的基本特性

2．4．1 EDTA物理性质

2．4．2 EDTA化学性质

2．4．3 EDTA螯合物

2．4．4 络合反应原理

3 还原-酸析工艺处理化学镀铜废液的研究

3．1 实验原理

3．3 实验方法

3．4 实验工艺设计及结果分析

3．4．1 单因素实验设计及结果分析

3．4．2 正交实验工艺设计

3．4．3 铜粉形貌及成分

3．5 EDTA析出的研究

3．5．1 原理

3．5．2 实验方法与结果分析

3．6 本章小结

4 硫化沉淀工艺处理经回收后化学镀铜废水

4．1 实验水样

4．2 实验原理

4．2．1 中和沉淀原理

4．2．2 硫化沉淀法原理

4．3 实验方法

4．4 实验工艺设计及结果分析

4．5 本章小结

5 微电解-Fenton工艺处理经回收后化学镀铜废水

5．1 实验水样

5．2 实验原理

5．3 实验方法

5．3．1 材料预处理

5．3．2 废水处理

5．4 实验工艺设计及结果分析

5．4．1 单因素实验设计及结果分析

5．4．2 正交实验工艺设计

5．4．3 较优微电解工艺条件下出水pH和总铁的变化

5．4．4 微电解后续处理

5．5 处理工艺对比

5．6 本章小结

6 结论与建议

6．1 结论

6．2 问题及建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文