PCB企業(yè)含銅廢水處理污泥技術(shù)研究
近年來,隨著國外大量PCB企業(yè)進(jìn)駐蘇州,造成水環(huán)境污染的同時(shí),產(chǎn)生的重金屬污泥也逐步上升。因此,如何將產(chǎn)量大、含有重金屬污染物的污泥,進(jìn)行科學(xué)的資源化處置,已成為我市乃至整個(gè)環(huán)保界深為關(guān)注的問題之一。
1PCB企業(yè)含銅廢水處理污泥技術(shù)研究現(xiàn)狀
PCB制造企業(yè)在蝕刻、酸洗、刷磨及水洗等工序中會(huì)產(chǎn)生大量含銅廢水,這部分廢水經(jīng)加減沉淀處理后產(chǎn)生的污泥中主要含有銅。目前,對(duì)PCB企業(yè)含銅污泥的資源化綜合利用技術(shù)主要可分為四類:(1)污泥固化填埋處理技術(shù);(2)污泥的材料化技術(shù);(3)污泥的熱化學(xué)處理技術(shù);(4)污泥中金屬銅的回收技術(shù)。前兩種方法都未能回用其中的重金屬,造成了資源的浪費(fèi)[1]。PCB含銅污泥中銅的回收通常需首先采用酸浸、氨浸或生物浸取等方法將污泥中的銅浸出,然后再采取化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、溶劑萃取法及微生物凈化法等進(jìn)行回收單質(zhì)銅或銅鹽[2]。溶劑萃取法由于具有環(huán)保、快速等優(yōu)勢(shì)而很快占據(jù)重要地位。PCB企業(yè)含銅污泥的資源化與無害化處理技術(shù)也在不斷探索更新,回收效率高、污染少的技術(shù)工藝必將取得進(jìn)一步發(fā)展。
2PCB企業(yè)含銅廢水處理污泥技術(shù)研究的意義
項(xiàng)目技術(shù)的研究,解決了PCB企業(yè)含銅污泥的處置問題,緩解了我市環(huán)境污染治理的壓力和銅資源不足的壓力。在技術(shù)上,有利于污泥的資源化利用技術(shù)的更新優(yōu)化和積累推廣,滿足國家清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。該項(xiàng)目技術(shù)的應(yīng)用,一方面減少了污泥填埋、焚燒等處置的費(fèi)用[3];另一方面“變廢為寶”,實(shí)現(xiàn)銅資源的回收利用,為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益,降低企業(yè)成本,充分實(shí)現(xiàn)了污泥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用,有利于保護(hù)環(huán)境,減少重金屬污染物的排放,解決污染物排放總量問題。
3項(xiàng)目研究內(nèi)容
本項(xiàng)目以PCB企業(yè)產(chǎn)生的含銅廢水處理污泥為對(duì)象,主要采用酸浸-萃取工藝進(jìn)行污泥中銅的資源化回收利用技術(shù)的研究[4]。含銅污泥首先通過硫酸酸浸出銅,然后采用萃取劑和反萃劑循環(huán)運(yùn)行回收浸出液過硫酸酸浸出銅,然后采用萃取劑和反萃劑循環(huán)運(yùn)行回收浸出液中的銅。
3.1含銅污水處理污泥工藝
本項(xiàng)目主要采用浸出和溶劑萃取相結(jié)合的方法,研究了從PCB企業(yè)產(chǎn)生的含銅污泥中進(jìn)行回收銅的資源化處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)污泥中重金屬的再生利用。
項(xiàng)目設(shè)計(jì)的工藝流程如下圖:
工藝運(yùn)行的條件:(1)酸浸工藝,硫酸濃度為5mol/L,液固比為4∶1,浸出時(shí)間為6h,浸出溫度為60℃,浸出方式選擇連續(xù)攪拌的方式。采用該浸出工藝條件,含銅污泥中銅的浸出率可達(dá)98%以上;(2)萃取工藝,浸出液的PH調(diào)節(jié)為2左右,萃取劑選用M5640,濃度為20%(V/V)M5640+磺化煤油,萃取相比1∶1,在室溫下,需強(qiáng)力震蕩3min,靜置5min。通過二級(jí)萃取,銅的萃取率可達(dá)99%左右。
3.2工藝形成的技術(shù)指標(biāo)
項(xiàng)目工藝通過對(duì)線路板企業(yè)含銅廢水處理的污泥進(jìn)行酸浸-萃取處理,可完成如下技術(shù)指標(biāo):污泥中Cu的浸出率達(dá)到98%以上;浸出液中Cu的萃取率和反萃率達(dá)到99%以上;污泥中Cu的總體回收率達(dá)到96%以上;所得產(chǎn)品CuSO4˙5H2O的純度為98%以上,達(dá)到化學(xué)純?cè)噭┑募兌取?/p>
3.3項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益
項(xiàng)目工藝經(jīng)過運(yùn)行實(shí)施,污泥中銅的總體回收率達(dá)到96%以上,同時(shí)可獲得98%以上的CuSO4˙5H2O,達(dá)到產(chǎn)品要求。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)銅資源的再生利用,工藝通過“變廢為寶”,充分實(shí)現(xiàn)了污泥的價(jià)值。目前市場(chǎng)上98%的CuSO4˙5H2O的價(jià)格為5.3萬元/t左右,通過出售,可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,扣除污泥的收購成本和回收處理過程中消耗的藥劑、人工費(fèi)用等,仍可帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收入,本項(xiàng)目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
4項(xiàng)目產(chǎn)生的社會(huì)環(huán)境效益
本項(xiàng)目技術(shù)的研發(fā),實(shí)現(xiàn)含銅污泥的資源化回收,整個(gè)工藝過程簡單,循環(huán)運(yùn)行,基本不產(chǎn)生二次污染,環(huán)境效益顯著。污泥經(jīng)過資源化利用后,節(jié)省了污泥填埋、焚燒等處置的成本費(fèi)用,同時(shí)不僅實(shí)現(xiàn)了污泥的價(jià)值,而且也解決了污泥的最佳出路問題。該項(xiàng)目符合我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的政策,緩解了我國資源危機(jī)的問題,對(duì)促進(jìn)和諧社會(huì)的發(fā)展具有重要的意義。PCB含銅污泥進(jìn)行資源化回收處理,節(jié)省了污泥的處置費(fèi)用,解決了污泥的出路問題,同時(shí)實(shí)現(xiàn)銅資源的再生利用,緩解資源壓力,減少重金屬的排放,具有顯著的社會(huì)環(huán)境效益。
5結(jié)束語
銅作為有價(jià)資源,具有一定的回收價(jià)值,將含銅污泥作為是一種二次可再生資源,回收其中較高濃度的銅,不僅可以緩解環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),而且具有顯著的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。因此,研究PCB企業(yè)含銅污泥的資源化及銅的回收等綜合利用技術(shù)對(duì)我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展將具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。