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随着电子、信息工业的迅猛发展,印刷线路板生产量大幅增加,在其生产过
程中,产生各种含重金属和有机污染物废水。开发高效、低成本的处理技术与工
艺,具有重要的实际应用价值。本文以光致抗蚀剂乳化废水(简称乳化废水)为
研究对象,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和气-质联用技术
(GC-MS)对该废水中污染物进行了较为系统地分析,得到了其水质特性及污染物
的组成。在此基础上,提出了强化破乳-铁/炭(Fe/C)微电解-Fenton试剂氧
化—混凝沉淀新工艺,优化了工艺参数并给出了理论依据,同时也对无机和有机
污染物的去除或降解机理进行了探讨。
一、电子工业乳化废水中无机污染物主要为铜、锌、钒、锡等重金属元素;
有机污染物主要为丁烯酸、苯甲醛、硝基苯、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、苯甲酰胺、
甲基苯基砜、2-氯代苯甲酸、4-氯代苯甲酰胺、聚丙二醇同系物、苯酰苯、4-甲
基苯磺酰胺、脂肪酸、烷基酚聚氧乙烯醚同系物、2,2-二[5-(2-噻嗯基)噻吩]等几
十种化合物,其中脂肪酸类化合物、聚丙二醇同系物、噻吩类化合物和烷基酚聚
氧乙烯醚同系物占总有机物含量的80%左右。
二、首次采用强化破乳新工艺,使废水CODCr去除率提高了12.8%。废水
中的脂肪酸、苯甲酰胺、2,2-二[5-(2-噻嗯基)噻吩]、烷基酚聚氧乙烯醚同系物等
污染物去除率达到100%;聚丙二醇、丁烯酸、邻苯二甲酸酐、苯甲酸的去除率
分别为40.9%、52.5%、97.3%、54.0%;铜、锌、钒、锡等的去除率分别为71.8%、
19.1%、58.3%、51.0%。
三、采用铁屑/炭微电解技术处理此类废水,并优化了处理工艺,使废水中
铜、锌、钒、锡等无机污染物的去除率分别为79.8%、47.0%、100%、98.1%。
苯酰苯、邻苯二甲酸酐、聚丙二醇、丁烯酸、苯甲酸等有机物去除率分别为100%、
100%、29.9%、27.7%、56.5%。苯甲醛、硝基苯、2-氯代苯甲酸等污染物的降
解率均为100%。研究表明,废水CODCr的去除遵循表观一级反应动力学,铁屑
溶解为表观零级反应。污染物的去除或降解是铁的还原、铁的电化学腐蚀、活性
炭吸附和铁离子、亚铁离子混凝沉淀等几种机理共同作用的结果。经强化破乳-
微电解两级预处理后,废水中的有机物或CODCr得到有效去除。
四、采用Fenton试剂氧化法处理此类废水。发现有机污染物的降解机理主
要以氧化降解为主,废水中的丁烯酸、苯甲酸、聚丙二醇同系物、甲基苯砜等有
机污染物完全降解;但在一定条件下,会有十九烷等有机化合物生成,说明体系
中有聚合反应发生。
本文还研究了H2O2/Fe2+法氧化降解苯甲酸,发现苯甲酸的降解遵循表观一
级反应动力学模式。并检测到羟基自由基取代羧基生成的苯酚中间体,为氧化降
解机理研究提供新的依据。
采用上述处理工艺,电子工业乳化废水总CODCr去除率达99%以上,出水
CODCr平均为95mg/L,铜、锌、钒、锡等重金属污染物均低于0.5mg/L,大大降
低了此类废水对环境的污染,实现了达标排放。该工艺已应用于实际废水的处理,
取得了良好的社会和经济效益。
关键词:乳化废水;强化破乳;微电解;Fenton试剂氧化;混凝沉淀;降解机理