印刷線路板含氰廢水處理工藝實例

劉莎 張長洲

［1. 江蘇瑞景環(huán)保科技有限公司，江蘇宿遷 223800；2. 瑞特格供暖設(shè)備（江蘇）有限公司，江蘇揚(yáng)州 225009］

1 引言

近年來，隨著我國電子技術(shù)的發(fā)展和電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，印刷線路板的需求隨之增加。印刷線路板生產(chǎn)時會產(chǎn)生含氰廢水，氰化物屬于劇毒物，它會與人體內(nèi)高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去傳遞氧的功能，使細(xì)胞呼吸受到麻痹而引起窒息死亡［1］。含氰廢水若不經(jīng)處理直接排放會嚴(yán)重污染環(huán)境，威脅人類健康。

江蘇省某印刷線路板生產(chǎn)企業(yè)在電鍍金和化學(xué)鍍金制程會產(chǎn)生含氰廢水，企業(yè)采用“電解＋離子交換＋纖維吸附”處理工藝，處理后的廢水氰化物濃度能夠達(dá)到GB 21900—2008 《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2 中排放限值和市政污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)要求。本文以該企業(yè)為例，介紹其含氰廢水處理工藝及處理效果。

2 含氰廢水處理工藝

2.1 電解法

電解法原理是在電流作用下，使廢水中的氰離子在陽極上失去電子被氧化成二氧化碳、氮?dú)饣虬?，而廢水中的金屬離子在陰極上得到電子被還原。該方法主要用來處理高濃度電鍍含氰廢水，以回收和利用廢液中的金屬離子［2］。

2.2 離子交換法

離子交換法處理含氰廢水技術(shù)較成熟，南非早在1950 年就開始采用離子交換法處理黃金生產(chǎn)中產(chǎn)生的含氰廢水，加拿大在1985 年已采用離子交換法處理含氰廢水［3］。離子交換法是借助離子交換劑上的離子和水中的離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而除去水中目標(biāo)離子的一種方法，常用的離子交換劑主要有離子交換樹脂、離子交換纖維等。

離子交換樹脂是一種在交聯(lián)聚合物結(jié)構(gòu)中含有離子交換基團(tuán)的功能高分子材料，其交換基團(tuán)使用失效后經(jīng)再生可恢復(fù)交換能力，并能重復(fù)使用。含氰廢水中多種金屬氰化絡(luò)合物與陰離子交換樹脂有很強(qiáng)的親和力，因此離子交換樹脂常用作處理以陰離子形式存在的各種氰化物［1］。離子交換樹脂對含氰廢水的處理效果較好，據(jù)文獻(xiàn)報道，我國廣州、中山、南海3 個電鍍廠的含氰廢水采用離子交換法處理［4］，廢水中CN－和Ni＋的凈化率均在95%以上。

離子交換纖維是在離子交換樹脂產(chǎn)品基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新的纖維狀的離子交換材料，實際上是以纖維素為骨架的離子交換劑。纖維對各種離子的選擇取決于各種金屬離子絡(luò)合物的穩(wěn)定性，越穩(wěn)定則其吸附能力越強(qiáng)［5］。黨曉娥等［6］用離子交換纖維處理含氰廢水，結(jié)果表明，XQJ－1 型交換纖維處理含氰廢水時，吸附反應(yīng)大約進(jìn)行10 min，總氰吸附率達(dá)到92%。

2.3 氯氧化法

氯氧化法原理是通過氧化作用將氰化物氧化為低毒的氰酸鹽，氰酸鹽繼續(xù)被氧化為無毒的碳酸鹽和氮?dú)?，因在堿性條件下（pH 控制在10～11）進(jìn)行，故又稱為堿性氯化法。通常在含氰廢水中加入漂白粉、氯氣等，主要是利用次氯酸根對氰根進(jìn)行氧化處理。氧化作用分兩步進(jìn)行，第一步為不完全氧化，反應(yīng)如下：CN－＋ClO－＋H2O →CNCl ＋2OH－，CNCl ＋2OH－→CNO－＋Cl－＋H2O；第二步為完全氧化，是將生成的氰酸鹽進(jìn)一步氧化為二氧化碳和氮?dú)猓磻?yīng)如下：2CNO－＋3ClO－＋H2O→2CO2↑＋N2↑＋3Cl－＋2OH－。

據(jù)文獻(xiàn)資料，我國許多黃金礦山均應(yīng)用氯氧化法處理氰化廢水，福建紫金礦業(yè)股份有限公司黃金冶煉廠采用該法去除廢水中殘余的總氰，去除率達(dá)到97.4%［7］。

3 工程實例

3.1 含氰廢水來源

江蘇省某柔性印刷線路板企業(yè)建有電鍍金制程車間和化學(xué)鍍金制程車間，其中電鍍金制程車間內(nèi)建有2 條鍍金線，化學(xué)鍍金制程車間建有1 條化學(xué)鍍鎳金線和1 條化學(xué)鍍鎳鈀金線。印刷線路板生產(chǎn)時，需要對其進(jìn)行鍍金處理，而鍍金處理的主要原料為氰化亞金鉀。鍍金結(jié)束后，需要用水清洗印刷線路板，產(chǎn)生的清洗廢水為含氰廢水。

3.2 含氰廢水水質(zhì)

根據(jù)企業(yè)監(jiān)測結(jié)果，廠區(qū)含氰廢水水質(zhì)情況見表1。

表1 含氰廢水水質(zhì) mg/L

3.3 含氰廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

企業(yè)廢水中的總氰化物排放濃度執(zhí)行GB 21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表1 中的排放限值和市政污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)，具體為0.5 mg/L，監(jiān)控點(diǎn)位位于企業(yè)廢水總排口。

3.4 含氰廢水處理工藝

企業(yè)生產(chǎn)過程中，電鍍金工序后需要清洗3 次，化學(xué)鍍金工序后需要清洗2 次。電鍍金工序后的一級清洗廢水中總氰化物濃度較高，企業(yè)收集該股廢水后采用電解法處理，處理后的一級清洗廢水和鍍金工序后的二級、三級水洗廢水一起進(jìn)離子交換樹脂裝置1 號預(yù)處理；化學(xué)鍍鎳金工序和化學(xué)鍍鎳鈀金工序后的含氰清洗廢水進(jìn)離子交換樹脂裝置2 號預(yù)處理。分別預(yù)處理后的含氰廢水一并進(jìn)纖維吸附裝置進(jìn)一步處理，處理后的含氰廢水排入廠區(qū)綜合廢水調(diào)節(jié)池，與廠區(qū)預(yù)處理后的其他生產(chǎn)廢水匯合，最后接入市政污水管網(wǎng)。

廠區(qū)含氰廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 江蘇某印刷線路板企業(yè)含氰廢水處理工藝流程

電鍍金工序一級水洗廢水先采用電解處理，回收金的同時，在電流的作用下把廢水中的大部分氰電解氧化為二氧化碳和氮?dú)獾龋休^好的破氰作用；經(jīng)電解后的含氰廢水和其余含氰廢水通過離子交換樹脂＋纖維吸附裝置處理，回收金的同時進(jìn)一步去除廢水中的總氰化物。

為了確保事故狀態(tài)下含氰廢水的預(yù)處理效果，企業(yè)備用一套次氯酸鈉氧化處理裝置，對纖維吸附裝置出水進(jìn)行進(jìn)一步處理。正常情況下，企業(yè)采用“電解＋離子交換＋纖維吸附”處理廠區(qū)含氰廢水。

企業(yè)委托監(jiān)測公司在含氰廢水纖維吸附裝置處理設(shè)施出口處設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)位，對廢水中的總氰化物濃度進(jìn)行了監(jiān)測，結(jié)果見表2。

表2 纖維吸附裝置出口處含氰廢水監(jiān)測結(jié)果mg/L

由表2 可知，企業(yè)含氰廢水纖維吸附裝置出口處，廢水中總氰化物平均濃度約0.023 mg/L，小于總氰化物排放標(biāo)準(zhǔn)，因此企業(yè)含氰廢水預(yù)處理后和其他生產(chǎn)廢水、生活污水一并接入市政污水管網(wǎng)時，企業(yè)廢水總排口處的總氰化物濃度能夠符合GB 21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表1 中排放限值和市政污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語

根據(jù)企業(yè)廢水總排口處的總氰化物監(jiān)測結(jié)果，該印刷線路板企業(yè)采用“電解＋離子交換＋纖維吸附”工藝處理含氰廢水效果較好，含氰廢水能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。