線路板廠銅氨廢水處理工藝的優(yōu)化

線路板廠銅氨廢水處理工藝的優(yōu)化摘要：本文對(duì)某線路板廠的銅氨廢水進(jìn)行分階段小試試驗(yàn)，對(duì)原處理系統(tǒng)氨氮去除效率低的原因進(jìn)行分析，逐步優(yōu)化工藝，確定增加用硫酸亞鐵破絡(luò)除銅作為前處理，降低銅離子對(duì)磷酸銨鎂（MAP）沉淀法除氨氮的影響，提高了氨氮去除率，使處理后的廢水達(dá)到后續(xù)生化處理的進(jìn)水要求。關(guān)鍵詞：銅氨廢水；破絡(luò)；磷酸銨鎂（MAP）沉淀法；該線路板廠原銅氨廢水處理系統(tǒng)主要采用磷酸銨鎂（MAP）沉淀法作為預(yù)處理，沉淀后出水排到綜合廢水混合作二次處理。在運(yùn)行當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，采用磷酸銨鎂沉淀預(yù)處理后的廢水氨氮仍然較高，且綜合廢水出水總銅也不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)超標(biāo)。通過(guò)本次階段性試驗(yàn)，探討出處理效果更佳的工藝，為處理系統(tǒng)改造提供具有參考價(jià)值的依據(jù)。一、 第一階段試驗(yàn)：本階段試驗(yàn)采用原處理系統(tǒng)工藝流程進(jìn)行。1、 工藝處理流程：銅氨廢水TpH調(diào)節(jié)（pH：4~5）T反應(yīng)（投加20%MgCL2?6H2O量為40L/T，8%Na3PO4?12H2O量為40L/T）TpH調(diào)節(jié)（pH：8.5~9）T混凝（10%PAC投加量為：2L/T）T微濾膜系統(tǒng)過(guò)濾2、 處理前后水質(zhì)對(duì)比：圖1-1氨氮對(duì)比曲線圖1-2總銅對(duì)比曲線3、 階段結(jié)論銅氨廢水在酸性條件下投加鎂鹽與磷酸鹽，調(diào)節(jié)pH至8.5~9,通過(guò)微濾膜過(guò)濾，廢水中總銅去除率穩(wěn)定在96%以上，氨氮去除率20%-40%，波動(dòng)較大。通過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)、分析水質(zhì)數(shù)據(jù)得出結(jié)論為：（1） 由于磷酸銅【Cu3（PO4）2】的溶度積常數(shù)ksp為1.4x10-37（25°C），磷酸銨鎂【MgNH4PO4】的溶度積常數(shù)ksp為2.5x10-13（25°C），前者的溶度積遠(yuǎn)小于后者，因此銅離子【Cu2+】?jī)?yōu)先與磷酸根離子【PO43-】反應(yīng)，生成磷酸銅【Cu3（PO4）2】沉淀。這就造成了在本次試驗(yàn)過(guò)程中，廢水中的銅離子優(yōu)先消耗大量磷酸根離子【PO43-】，以致與銨離子【NH4+】和鎂離子【Mg2+】反應(yīng)的磷酸根離子【PO43-】不足，使得銅離子的去除率達(dá)到96%以上，但氨氮的去除率僅有20%-40%。（2） 由于大量投加氯化鎂，廢水硬度高，pH電極結(jié)垢嚴(yán)重，容易影響pH檢測(cè)準(zhǔn)確度，膜系統(tǒng)產(chǎn)水通量下降較快，因此微濾膜不適合在磷酸銨鎂反應(yīng)工序后作為過(guò)濾單元使用。二、 第二階段試驗(yàn)針對(duì)上一階段試驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)工藝流程及試驗(yàn)條件作了相應(yīng)修改。1、 提高磷酸鹽用量，改用高磷酸根含量的2水磷酸二氫鈉。2、 用絮凝沉淀代替易堵塞的微濾膜過(guò)濾。本階段試驗(yàn)工藝流程用沉淀代替膜過(guò)濾，提高磷酸鹽用量。1、工藝處理流程：銅氨廢水TpH調(diào)節(jié)（pH：4~5，投加26.7%MgCL2?6H2O量為15L/T）T反應(yīng)（投加13.3%NaH2PO4?2H2O量為30L/T）TpH調(diào)節(jié)（pH：8.5~9）T混凝（10%PAC投加量為：2L/T）T絮凝（0.5%PAM投加量為：1L/T）今沉淀2、 處理前后水質(zhì)對(duì)比：圖2-1氨氮對(duì)比曲線圖2-2總銅對(duì)比曲線3、 階段結(jié)論第二階段試驗(yàn)更換了2水磷酸二氫鈉作為磷酸鹽，使得磷酸鹽有效含量得到提高，出水總銅仍然保持98%以上的高去除率，氨氮去除率為20%-50%，氨氮去除率不穩(wěn)定，處理效果未有明顯改善。三、 第三階段試驗(yàn)針對(duì)第二階段試驗(yàn)的結(jié)果，總銅去除率高，但氨氮去除率低、波動(dòng)大，分析判斷銅離子的存在除了消耗磷酸根離子外，可能還對(duì)磷酸銨鎂沉淀反應(yīng)有干擾。因此，對(duì)第三階段試驗(yàn)工藝流程作出優(yōu)化，擬先將廢水中銅除去，再進(jìn)行磷酸銨鎂沉淀反應(yīng)。1、 工藝處理流程：銅氨廢水TpH調(diào)節(jié)（pH：4~5，投加20%FeSO4）TpH調(diào)節(jié)（pH：9~10）T混凝T微濾膜系統(tǒng)過(guò)濾TpH調(diào)節(jié)（pH：4~5，投加26.7%MgCL2?6H2O量為20L/T）T反應(yīng)（投加13.3%NaH2PO4?2H2O量為40L/T）TpH調(diào)節(jié)（pH：8.5~9）T混凝（10%PAC投加量為：2L/T）T絮凝（0.5%PAM投加量為：1L/T）T沉淀2、 處理前后水質(zhì)對(duì)比：圖3-1氨氮對(duì)比曲線圖3-2總銅對(duì)比曲線3、 階段結(jié)論（1） 酸性條件下向廢水中投加硫酸亞鐵對(duì)銅氨絡(luò)合離子【Cu（NH3）42+】進(jìn)行破絡(luò)，然后調(diào)節(jié)pH至9~10使銅離子形成氫氧化銅沉淀去除，通過(guò)微濾膜系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，膜產(chǎn)水總銅基本保持在2mg/L以內(nèi)。（2） 膜產(chǎn)水調(diào)節(jié)pH至偏酸性，投加6水氯化鎂和2水磷酸二氫鈉，調(diào)節(jié)pH至8.5~9，反應(yīng)形成磷酸銨鎂沉淀，少量殘余的銅離子繼續(xù)生成磷酸銅沉淀，經(jīng)混凝沉淀后，出水氨氮去除率達(dá)到70%-80%，總銅穩(wěn)定低于0.3mg/l。（3） 出水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)pH至中性后，可以達(dá)到進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理的要求。（氨氮60mg/L左右，總銅0.3mg/L以下。）四、 磷酸銨鎂反應(yīng)的藥劑投加量試驗(yàn)表4-1加藥量與氨氮去除率關(guān)系從上表數(shù)據(jù)可以看到，隨著加藥量的增加，氨氮去除率也隨著提高。由于廢水經(jīng)預(yù)處理后還需進(jìn)入生化處理系統(tǒng)，從微生物對(duì)N元素的需求以及節(jié)省藥劑兩方面因素考慮，按現(xiàn)有廢水的原水水質(zhì)情況，建議氨氮去除率設(shè)定在80%左右較為適宜。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，每噸廢水（氨氮含量以250mg/1計(jì)算），氨氮去除率80%左右，約需投加4公斤6水氯化鎂及4公斤2水磷酸二氫鈉。由于本文重點(diǎn)不在探討加藥量問(wèn)題，實(shí)際加藥量還有節(jié)省空間，運(yùn)行當(dāng)中還需進(jìn)一步試驗(yàn)更經(jīng)濟(jì)的加藥量。五、 結(jié)論通過(guò)三個(gè)階段優(yōu)化工藝的試驗(yàn)，對(duì)該線路板廠銅氨廢水的處理得到了較為滿意的處理效果，為下一步工藝改造提供有價(jià)值的參考。（1） 采用磷酸銨鎂（MAP）沉淀法處理銅氨廢水，為避免銅離子的干擾影響，有必要增加用硫酸亞鐵破絡(luò)除銅工序，大大減少磷酸鹽消耗量，節(jié)省成本。（2） 由于水量較少，建議原水水質(zhì)盡量調(diào)節(jié)均勻，批次進(jìn)行處理。處理前對(duì)原水總銅和氨氮含量進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算藥劑的投加量，減少藥劑浪費(fèi)。（3） 由于加入了大量鎂鹽，廢水硬度升高，導(dǎo)致pH電極很容易結(jié)垢，故應(yīng)經(jīng)常清洗電極，避免電極結(jié)垢影響pH測(cè)量準(zhǔn)確度。（4） 處理后的廢水的氨氮含量和銅含量均已達(dá)到生化處理的進(jìn)水要求，調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入生化系統(tǒng)處理。應(yīng)避免與綜合廢水混合作二次處理，防止氨氮再次與銅離子生成絡(luò)合物導(dǎo)致綜合廢水出水銅超標(biāo)。參考文獻(xiàn)：鳥糞石結(jié)晶沉淀法處理氨氮廢水的應(yīng)用研究[J].蘇州科技學(xué)院環(huán)保應(yīng)用技術(shù)研究所.污染防治技術(shù).2006（06）銅氨絡(luò)離子廢