硫化-三維電極聯(lián)合處理印刷電路板廢水的研究.pdf

1、隨著印刷電路板行業(yè)的發(fā)展，使用的電鍍添加劑種類和數(shù)量越來越多，成分也越來越復(fù)雜，含有這種添加劑的廢水COD值高、可生化性差、與重金屬離子結(jié)合生成比較穩(wěn)定的配位離子，加大了處理的難度。本課題以Cu-EDTA模擬廢水為研究對象，采用“強堿性硫化-三維電極聯(lián)合技術(shù)”先破絡(luò)去除重金屬再采用高級氧化技術(shù)降解有機物。取得了如下重要成果： （1）繪制了Cu2+-H2O系pc-pH圖和Cu2+羥合配離子分率αn-pH圖。pc-pH圖描述了Cu

2、（OH）2（s）溶解平衡時，銅的總離子平衡濃度與pH值關(guān)系，αn-pH圖指出了各種羥合配離子分率與pH值關(guān)系。在Cu2+-EDTA-S2--H2O體系中，分別繪制了Cu2+-H2O系（溶解平衡）、Cu2+-H2O系（配位平衡）、Cu2+-EDTA-H2O系、Cu2+-S2--H2O系的lg[Cu2+]-pH關(guān)系曲線。結(jié)果表明：在pH值為7～14的范圍內(nèi)，Cu2+-S2--H2O系中游離的Cu2+濃度遠遠小于Cu2+-EDTA-H2O系中

3、Cu2+濃度，表明用硫化沉淀法可以脫除Cu2+-EDTA-H2O系中的銅。沒有EDTA時，pH值為7-12.5時會出現(xiàn)Cu（OH）2沉淀，但有EDTA存在時，Cu（OH）2沉淀會轉(zhuǎn)化為EDTA銅配合離子，表明用中和水解法不能將Cu2+-EDTA-H2O系溶液中的銅脫除。 （2）提出采用強堿性硫化法破絡(luò)沉銅技術(shù)。通過單因素試驗和正交試驗考察了水解反應(yīng)時間、硫化沉淀時間、pH值、Na2S加入量、反應(yīng)溫度和PAM加入量等因素的影響。

4、確定了工藝參數(shù)為：水解時間10 min，硫化反應(yīng)時間30 min，pH值13.0、Na2S與Cu2+摩爾比1.2，反應(yīng)溫度25℃，PAM加入量6 mg/L，在此條件下，Cu2+去除率可以達到99.37％。極差分析結(jié)果表明：pH值為影響Cu2+離子去除效果的主要因素，接著依次為水解時間、硫化反應(yīng)時間、Na2S加入比例。 （3）制作并發(fā)明了高效三維電極反應(yīng)器及其處理難降解有機廢水的技術(shù)。通過單因素實驗和正交實驗考察了pH值、進水流

5、量、水溫、電導(dǎo)率、電流強度和電解時間等因素對廢水COD/TOC去除率的影響。在有隔膜的情況下，進水pH值為6.0-8.0，進水流量200 mL/min，水溫25℃，電導(dǎo)率1ms/cm-1.50 ms/cm，電流200 mA-300 mA時，電解1小時，TOC的去除率可以達到96.40％。影響EDTA去除的因素主次順序為：電導(dǎo)率>電流強度>電解時間>溫度>pH值。在無隔膜的情況下，反應(yīng)條件基本相同，但外加電壓較低，電流效率相對較高。

6、 （4）提出EDTA降解由2種電催化氧化途徑協(xié)同作用。通過加入羥基自由基清除劑叔丁醇，得到在本研究條件下EDTA經(jīng)由2種電催化氧化途徑的協(xié)同作用被去除：①直接氧化，即EDTA首先傳質(zhì)吸附在粒子電極和石墨電極表面，在上述電極催化作用下失去電子直接被氧化降解；②間接氧化，由電解水生成·OH等氧化中間體間接氧化降解。 （5）初步探討了采用浸漬法改性活性炭?？疾炝薓n（NO3）2作為浸漬液對活性炭的改性效果，改性后的粒子電極與未改

7、性的相比催化活性沒有明顯變化，活性組份的流失和未制得具有催化活性的Mn2O3晶體組成導(dǎo)致了改性的失敗，XRD圖譜顯示改性后的活性炭主要晶體組成為Mn3O4，而非Mn2O3。 （6）深入研究了三維電極法處理EDTA廢水的逐級氧化降解機理，發(fā)明了粒子電極的電化學(xué)再生技術(shù)。通過對活性炭使用前后的紅外光譜譜圖分析，可以認定EDTA被活性炭吸附后，形成了σ-σ*反饋鍵，導(dǎo)致EDTA相關(guān)鍵斷裂被分解為甘氨酸H2NCH2COOH?；钚蕴拷?jīng)過

8、多次使用后，甘氨酸H2NCH2COOH由起初的單分子通過N-H鍵在活性炭上呈締合狀態(tài)存在。這種締合物可能是非催化活性化合物，在電解過程中不易去除，使活性炭失去活性。采用三維電極法產(chǎn)生高濃度的羥基自由基·OH，單獨將殘存在活性炭中的締合物（H2NCH2COOH）n強行降解，使活性炭恢復(fù)活性。通過考察電解反應(yīng)時間、溶液電導(dǎo)率、電流強度、溶液pH值、進水溫度等條件對有機物去除效果的影響，得出了活性炭活化的最佳條件是：電解時間1h，電解溫度25