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. 瑞特格供暖設備（江蘇）有限公司，江蘇揚州 225009］

1 引言

近年來，隨著我國電子技術的發(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)高鐵細胞色素氧化酶結合，生成氰化高鐵細胞色素氧化酶而失去傳遞氧的功能，使細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到GB 21900—2008 《電鍍污染物排放標準》表2 中排放限值和市政污水處理廠接管標準要求。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、氮氣或氨，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，從而除去水中目標離子的一種方法，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)聚合物結構中含有離子交換基團的功能高分子材料，其交換基團使用失效后經(jīng)再生可恢復交換能力，并能重復使用。含氰廢水中多種金屬氰化絡合物與陰離子交換樹脂有很強的親和力，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合物的穩(wěn)定性，越穩(wěn)定則其吸附能力越強［5］。黨曉娥等［6］用離子交換纖維處理含氰廢水，結果表明，XQJ－1 型交換纖維處理含氰廢水時，吸附反應大約進行10 min，總氰吸附率達到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氣，因在堿性條件下（pH 控制在10～11）進行，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行氧化處理。氧化作用分兩步進行，第一步為不完全氧化，反應如下：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一步氧化為二氧化碳和氮氣，反應如下：2CNO－＋3ClO－＋H2O→2CO2↑＋N2↑＋3Cl－＋2OH－。

據(jù)文獻資料，我國許多黃金礦山均應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，化學鍍金制程車間建有1 條化學鍍鎳金線和1 條化學鍍鎳鈀金線。印刷線路板生產(chǎn)時，需要對其進行鍍金處理，而鍍金處理的主要原料為氰化亞金鉀。鍍金結束后，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 含氰廢水排放標準

企業(yè)廢水中的總氰化物排放濃度執(zhí)行GB 21900—2008《電鍍污染物排放標準》表1 中的排放限值和市政污水處理廠的接管標準，具體為0.5 mg/L，監(jiān)控點位位于企業(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離子交換樹脂裝置1 號預處理；化學鍍鎳金工序和化學鍍鎳鈀金工序后的含氰清洗廢水進離子交換樹脂裝置2 號預處理。分別預處理后的含氰廢水一并進纖維吸附裝置進一步處理，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氣等，有較好的破氰作用；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行進一步處理。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施出口處設置監(jiān)測點位，對廢水中的總氰化物濃度進行了監(jiān)測，結果見表2。

表2 纖維吸附裝置出口處含氰廢水監(jiān)測結果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準，因此企業(yè)含氰廢水預處理后和其他生產(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《電鍍污染物排放標準》表1 中排放限值和市政污水處理廠接管標準要求。

4 結語

根據(jù)企業(yè)廢水總排口處的總氰化物監(jiān)測結果，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)定達標排放。