印刷线路板含氰废水处理工艺实例

刘莎 张长洲

［1. 江苏瑞景环保科技有限公司，江苏宿迁 223800；2. 瑞特格供暖设备（江苏）有限公司，江苏扬州 225009］

1 引言

近年来，随着我国电子技术的发展和电子产品更新换代速度的加快，印刷线路板的需求随之增加。印刷线路板生产时会产生含氰废水，氰化物属于剧毒物，它会与人体内高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的功能，使细胞呼吸受到麻痹而引起窒息死亡［1］。含氰废水若不经处理直接排放会严重污染环境，威胁人类健康。

江苏省某印刷线路板生产企业在电镀金和化学镀金制程会产生含氰废水，企业采用“电解＋离子交换＋纤维吸附”处理工艺，处理后的废水氰化物浓度能够达到GB 21900—2008 《电镀污染物排放标准》表2 中排放限值和市政污水处理厂接管标准要求。本文以该企业为例，介绍其含氰废水处理工艺及处理效果。

2 含氰废水处理工艺

2.1 电解法

电解法原理是在电流作用下，使废水中的氰离子在阳极上失去电子被氧化成二氧化碳、氮气或氨，而废水中的金属离子在阴极上得到电子被还原。该方法主要用来处理高浓度电镀含氰废水，以回收和利用废液中的金属离子［2］。

2.2 离子交换法

离子交换法处理含氰废水技术较成熟，南非早在1950 年就开始采用离子交换法处理黄金生产中产生的含氰废水，加拿大在1985 年已采用离子交换法处理含氰废水［3］。离子交换法是借助离子交换剂上的离子和水中的离子发生交换反应，从而除去水中目标离子的一种方法，常用的离子交换剂主要有离子交换树脂、离子交换纤维等。

离子交换树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子材料，其交换基团使用失效后经再生可恢复交换能力，并能重复使用。含氰废水中多种金属氰化络合物与阴离子交换树脂有很强的亲和力，因此离子交换树脂常用作处理以阴离子形式存在的各种氰化物［1］。离子交换树脂对含氰废水的处理效果较好，据文献报道，我国广州、中山、南海3 个电镀厂的含氰废水采用离子交换法处理［4］，废水中CN－和Ni＋的净化率均在95%以上。

离子交换纤维是在离子交换树脂产品基础上开发的一种新的纤维状的离子交换材料，实际上是以纤维素为骨架的离子交换剂。纤维对各种离子的选择取决于各种金属离子络合物的稳定性，越稳定则其吸附能力越强［5］。党晓娥等［6］用离子交换纤维处理含氰废水，结果表明，XQJ－1 型交换纤维处理含氰废水时，吸附反应大约进行10 min，总氰吸附率达到92%。

2.3 氯氧化法

氯氧化法原理是通过氧化作用将氰化物氧化为低毒的氰酸盐，氰酸盐继续被氧化为无毒的碳酸盐和氮气，因在碱性条件下（pH 控制在10～11）进行，故又称为碱性氯化法。通常在含氰废水中加入漂白粉、氯气等，主要是利用次氯酸根对氰根进行氧化处理。氧化作用分两步进行，第一步为不完全氧化，反应如下：CN－＋ClO－＋H2O →CNCl ＋2OH－，CNCl ＋2OH－→CNO－＋Cl－＋H2O；第二步为完全氧化，是将生成的氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮气，反应如下：2CNO－＋3ClO－＋H2O→2CO2↑＋N2↑＋3Cl－＋2OH－。

据文献资料，我国许多黄金矿山均应用氯氧化法处理氰化废水，福建紫金矿业股份有限公司黄金冶炼厂采用该法去除废水中残余的总氰，去除率达到97.4%［7］。

3 工程实例

3.1 含氰废水来源

江苏省某柔性印刷线路板企业建有电镀金制程车间和化学镀金制程车间，其中电镀金制程车间内建有2 条镀金线，化学镀金制程车间建有1 条化学镀镍金线和1 条化学镀镍钯金线。印刷线路板生产时，需要对其进行镀金处理，而镀金处理的主要原料为氰化亚金钾。镀金结束后，需要用水清洗印刷线路板，产生的清洗废水为含氰废水。

3.2 含氰废水水质

根据企业监测结果，厂区含氰废水水质情况见表1。

表1 含氰废水水质 mg/L

3.3 含氰废水排放标准

企业废水中的总氰化物排放浓度执行GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表1 中的排放限值和市政污水处理厂的接管标准，具体为0.5 mg/L，监控点位位于企业废水总排口。

3.4 含氰废水处理工艺

企业生产过程中，电镀金工序后需要清洗3 次，化学镀金工序后需要清洗2 次。电镀金工序后的一级清洗废水中总氰化物浓度较高，企业收集该股废水后采用电解法处理，处理后的一级清洗废水和镀金工序后的二级、三级水洗废水一起进离子交换树脂装置1 号预处理；化学镀镍金工序和化学镀镍钯金工序后的含氰清洗废水进离子交换树脂装置2 号预处理。分别预处理后的含氰废水一并进纤维吸附装置进一步处理，处理后的含氰废水排入厂区综合废水调节池，与厂区预处理后的其他生产废水汇合，最后接入市政污水管网。

厂区含氰废水处理工艺流程见图1。

图1 江苏某印刷线路板企业含氰废水处理工艺流程

电镀金工序一级水洗废水先采用电解处理，回收金的同时，在电流的作用下把废水中的大部分氰电解氧化为二氧化碳和氮气等，有较好的破氰作用；经电解后的含氰废水和其余含氰废水通过离子交换树脂＋纤维吸附装置处理，回收金的同时进一步去除废水中的总氰化物。

为了确保事故状态下含氰废水的预处理效果，企业备用一套次氯酸钠氧化处理装置，对纤维吸附装置出水进行进一步处理。正常情况下，企业采用“电解＋离子交换＋纤维吸附”处理厂区含氰废水。

企业委托监测公司在含氰废水纤维吸附装置处理设施出口处设置监测点位，对废水中的总氰化物浓度进行了监测，结果见表2。

表2 纤维吸附装置出口处含氰废水监测结果mg/L

由表2 可知，企业含氰废水纤维吸附装置出口处，废水中总氰化物平均浓度约0.023 mg/L，小于总氰化物排放标准，因此企业含氰废水预处理后和其他生产废水、生活污水一并接入市政污水管网时，企业废水总排口处的总氰化物浓度能够符合GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表1 中排放限值和市政污水处理厂接管标准要求。

4 结语

根据企业废水总排口处的总氰化物监测结果，该印刷线路板企业采用“电解＋离子交换＋纤维吸附”工艺处理含氰废水效果较好，含氰废水能够稳定达标排放。