印制電路板廢水處理及回用工藝
2020-07-30
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印制電路板廢水依據(jù)廢水特征可分為含氰廢水、含鎳廢水、高濃度有機(jī)廢水、低濃度有機(jī)廢水、絡(luò)合銅廢水、銅氨廢水、含銅廢水、電鍍廢水、一般酸堿廢水、磨板廢水等,各類廢水產(chǎn)生的工序詳見表1。
1. 含銅廢水的處理
1)中和混凝時設(shè)定控制pH值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試確定,設(shè)計可按pH 8 ~ 9進(jìn)行藥劑消耗計算。
2)反應(yīng)時間宜為 10 ~15 min;
3)銅可降至 0.5 mg/L 以下,出水可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
2. 絡(luò)合銅廢水的處理
絡(luò)合銅廢水預(yù)處理宜采用化學(xué)沉淀法。
1)Fe3+可掩蔽EDTA,從而釋放Cu2+;其處理成本廉價,應(yīng)優(yōu)先采用;
2)硫化物法可有效去除EDTA-Cu,過量的S可采用Fe鹽去除;
3)Fenton氧化可破壞絡(luò)合劑的部分結(jié)構(gòu)而改變絡(luò)合性能;
4)重金屬捕集劑是螯合劑,能形成更穩(wěn)定的銅螯合物并且是難溶物;
5)離子交換法可交換離子態(tài)的螯合銅,并將其去除。
6)生化處理可改變絡(luò)合劑或螯合劑性能,釋放Cu2+ ,具有廣泛的適用性。
鐵鹽屏蔽法破絡(luò)階段 pH 值控制在 2~4,化學(xué)氧化和硫化物沉淀法 pH 值宜根據(jù)試驗確定,沉淀階段 pH 值宜控制在 8~9;鐵鹽屏蔽法和硫化物沉淀法可將絡(luò)合銅廢水中總銅處理至 0.5 mg/L 以下,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。具體設(shè)計應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果確定破絡(luò)工藝。
三價鹽可掩蔽主要的絡(luò)合物EDTA;輔助破絡(luò)反應(yīng)可采用硫化鈉,按沉淀出水Cu<2.0mg/L投加量控制;
生化處理應(yīng)便于排泥,以排出生化處理破絡(luò)后形成的銅沉淀物。
如絡(luò)合銅廢水在常規(guī)破絡(luò)后可達(dá)到排放要求,則不需進(jìn)入生化系統(tǒng)處理。
如果沒有破壞或者掩蔽絡(luò)合劑,絡(luò)合銅廢水處理后宜單獨排至出水計量槽,以免形成新的絡(luò)合銅。
3. 銅氨廢水的處理
銅氨廢水預(yù)處理可采用折點加氯法、選擇性離子交換法或磷酸銨鎂脫氨氮法。
3.1 折點加氯法
銅氨廢水的廢水水量、氨氮濃度隨時間變化不大時,可采用折點加氯法。
2)氧化反應(yīng)階段 pH 值宜控制在 4~7 左右,氧化劑宜采用 NaClO,反應(yīng)時間宜為 30 ~60min;
3)有效氯投加量宜根據(jù)試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按氨氮與氯質(zhì)量比為 1:(7~10)投加;
4)混凝階段 pH 值宜控制在 8~9;
5)折點加氯法對廢水中氨氮的去除率在 80%以上,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
3.2 磷酸銨鎂脫氨氮法
銅氨廢水有多種金屬離子或有機(jī)物時,宜采用磷酸銨鎂脫氨氮法。
1)采用堿性氯化法處理含氰廢水的氧化劑可采用:次氯酸鈉、漂白粉、漂粉精、二氧化氯、或液氯。理論有效氯投加量:CN:NaClO=1:7.16。實際由于廢水中還有其它還原物或有機(jī)物會消耗有效氯,投藥量宜通過試驗確定。
2)反應(yīng) pH 值條件:一級破氰控制 pH 值 10 ~ 11,反應(yīng)時間宜為 30 ~ 60 分鐘;二級破氰控制 pH值 6.5 ~ 7,反應(yīng)時間宜為 30 ~ 60 分鐘。
3)自動控制 ORP 參考值:一級破氰約 +200 ~ +300 mV,二級破氰約 +600 ~ +650 mV。由于廢水中所有還原性物質(zhì)都可能與氧化劑發(fā)生反應(yīng),因此對于實際 ORP 控制值,應(yīng)根據(jù) CN 的剩余濃度現(xiàn)場試驗確定。設(shè)定 ORP 值的原則是既保證殘余 CN 濃度小于排放要求,又不浪費氧化劑。
4)反應(yīng)池宜采用機(jī)械攪拌,機(jī)械攪拌速度梯度宜按 500 s -1 ~1000 s -1 設(shè)計;反應(yīng)池宜設(shè)置排空管,接入調(diào)節(jié)池或事故池。
4.2 雙氧水法
1)反應(yīng)池 pH 值應(yīng)控制在 9~11;
2)雙氧水投加量宜按氰離子與雙氧水的質(zhì)量比計算確定,質(zhì)量比通常取 1 : 5;
3)要求游離氰根設(shè)計去除率大于 97%時,接觸時間不宜少于 15 min;要求游離氰根設(shè)計去除率大于 99%時,接觸時間不宜少于 20 min。
5. 有機(jī)廢水的處理
5.1 高濃度有機(jī)廢水
高濃有機(jī)廢水中最大量的是各種油墨產(chǎn)生的濃液,如黑油、干膜、濕膜、綠油等,用于PCB生產(chǎn)過程的圖紙像轉(zhuǎn)移抗蝕劑和阻焊抗蝕劑,在有機(jī)廢水中,黑油呈黑色,干膜/濕膜呈藍(lán)色,綠油呈綠色。因此,經(jīng)常也有用“油墨廢水”、“顯影廢水”、“菲林廢水”來代指高濃有機(jī)廢水的。其它高濃有機(jī)廢水(液)如高錳酸鉀換缸液及缸后水洗水、膨松劑缸及缸后水洗水、除油劑缸液、清潔劑缸注、網(wǎng)房洗網(wǎng)液、絲印房產(chǎn)生的廢液、返洗房洗板液等。高濃度有機(jī)廢水可在酸性條件下析出固體,再通過固液分離可去除大部分有機(jī)物和部分重金屬。
1)脫膜、顯影廢液應(yīng)首先采用酸析處理。酸析反應(yīng)控制 pH 值 3 ~ 5,具體數(shù)值可現(xiàn)場調(diào)整確定。設(shè)定的原則是去除率提高平緩時,不再下調(diào) pH 值。酸性條件使得膜的水溶液形成膠體狀不溶物,通過固液分離去除;
2)酸析反應(yīng)宜采用機(jī)械攪拌,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速宜 100 ~300 rpm;
3)可在酸析池中投加用于減少酸析后固體結(jié)塊堵塞的改良劑,常用改良劑有粉末活性炭,聚合氯化鋁鐵等,投加量宜根據(jù)試驗確定;
4) 酸析后的高濃度有機(jī)廢水可采用生化處理,也可根據(jù)情況采用化學(xué)氧化處理;
5)好氧處理須注意控制進(jìn)水濃度Cu < 5.0mg/L,可以將破絡(luò)后的絡(luò)合廢水進(jìn)入好氧池一同處理,通過排泥量控制混合液中的Cu < 20mg/L;
6)高濃度有機(jī)廢水厭氧處理水力停留時間(HRT)宜 24h 以上,投配負(fù)荷:2.0 ~ 3.0 kg COD/ m3.d 以下;
7)高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理工藝對有機(jī)物去除率可達(dá) 80%以上,出水進(jìn)入低濃度有機(jī)廢水。
1)采用芬頓氧化去除有機(jī)物時,pH 值宜控制在 2~4,芬頓試劑投加量宜根據(jù)試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按 CODCr 與芬頓試劑質(zhì)量比 1:(1~3)投加,反應(yīng)時間 1~2 h;為減少殘留的 H2O2對后續(xù)沉淀影響,可在芬頓氧化后投加還原劑;
2)采用鐵-碳微電解去除有機(jī)物時,pH 值宜控制在 3~5,空氣攪拌氣量不小于 3 ~5 m3 /m2 .h,填料接觸時間不小于 30 min;填料在反應(yīng)池中應(yīng)分層堆放,每層單獨設(shè)置空氣攪拌系統(tǒng);
3)混凝階段 pH 值宜為 8~9,反應(yīng)時間宜為 10 ~15 min;
4)低濃度有機(jī)廢水經(jīng)過預(yù)處理后有機(jī)物去除率可達(dá) 50~80%,銅可降至 1 mg/L以下,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
6. 含鎳廢水的處理
印制電路板廢水中的含鎳廢水來源化學(xué)度金、板面電鍍金、金手指和各相對應(yīng)生產(chǎn)線的退鍍液工序的廢缸液和缸后水洗水。鎳是屬于廢水中的第一類污染物,含鎳污泥歸類為危險廢棄物,污泥的處置受到嚴(yán)格限止,要單獨分開處理,同時也是較貴重金屬,廢水中的鎳具有回收價值。根據(jù)環(huán)保法規(guī)要求,含鎳廢水須單獨分開處理。含鎳廢水可采用化學(xué)沉淀法、離子交換法或反滲透法。
6.1 化學(xué)沉淀法
含鎳廢水混有其它金屬類污染物和有機(jī)污染物時,應(yīng)采用化學(xué)沉淀法。
6)含鎳廢水中僅含離子態(tài)鎳時可不設(shè)置破絡(luò)工藝;
7)含鎳廢水經(jīng)化學(xué)沉淀將鎳處理達(dá)標(biāo)后,可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
6.2 離子交換法
含鎳廢水污染物成分較單一、主要以離子態(tài)鎳為主,或者要求回收鎳時,可采用離子交換法。
1)進(jìn)水鎳離子濃度不宜大于 200 mg/L;
2)陽離子樹脂宜采用鈉型凝膠型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂、大孔型弱酸陽離子交換樹脂、凝膠型弱酸陽離子交換樹脂或選擇性強(qiáng)的特種樹脂;
3)設(shè)計、運(yùn)行控制技術(shù)條件和參數(shù),應(yīng)符合 GB 50136 的規(guī)定;
4)含鎳廢水經(jīng)離子交換將鎳處理達(dá)標(biāo)后,可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng);
5)交換再生液可回收或按危險廢物處置。
6.3 反滲透法
含鎳廢水要求車間在線回收時,可采用反滲透法。
1)進(jìn)水硬度不宜大于 100 mg/L(CaCO3 ),當(dāng)硬度大于 500 mg/L(CaCO3 )時,宜采用氫氧化鈉和碳酸鈉軟化處理;當(dāng)硬度小于 500 mg/L(CaCO3 )時,宜投加阻垢劑。藥劑具體投加量應(yīng)通過試驗確定;
2)進(jìn)水余氯應(yīng)小于 1.0 mg/L,當(dāng)余氯大于 1.0 mg/L 時,宜投加還原劑處理;
3)反滲透處理設(shè)備的設(shè)計使用應(yīng)參照膜廠家提供的技術(shù)資料和 GB/T 19249;
4)反滲透產(chǎn)水直接回用于生產(chǎn)線;濃水可采用化學(xué)沉淀法處理或回鍍槽。
7. 綜合廢水的處理
7.1 經(jīng)預(yù)處理后的綜合廢水pH值應(yīng)控制在 7~9,宜采用生化處理工藝。生化處理進(jìn)水有害物質(zhì)濃度控制應(yīng)參考 GB50014。綜合廢水生化處理工藝包括厭氧、缺氧和好氧單元,相關(guān)設(shè)計要求可參考HJ 576、HJ 2010、HJ 2014、HJ 2009等。
7.2 厭氧單元
1)厭氧池設(shè)計參數(shù)應(yīng)通過試驗或參照類似工程確定,無詳細(xì)資料時停留時間宜按 8~16 h 考慮;
2)厭氧池排泥周期和排泥量應(yīng)綜合考慮重金屬富集濃度和除磷效果。
7.3 缺氧單元
缺氧池底部應(yīng)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī),防止污泥沉降。
7.4 好氧單元
1)好氧池設(shè)計參數(shù)應(yīng)通過試驗或參照類似工程確定,無詳細(xì)資料時停留時間宜按 8~12h 考慮;
2)好氧單元宜采用活性污泥法,方便檢修及排泥,防止重金屬富集;
3)環(huán)境敏感、脆弱的特殊地區(qū)執(zhí)行較為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)時,宜選用 MBR 膜生物反應(yīng)器。
二、廢水回用
2. 電鍍廢水回用
電鍍廢水包含了圖形電鍍和板面電鍍線產(chǎn)生的水洗水,該水量占總水量約15-20%,水質(zhì)較好,不含絡(luò)合物,重金屬主要含Cu2+,有機(jī)物含量低,一般COD在50 mg/L以下,可處理后回用。
3. 一般酸堿廢水回用
磨板廢水和電鍍廢水回用只能達(dá)到總水量的40%左右,當(dāng)政策強(qiáng)制要求印制電路板廢水回用率達(dá)50%(清潔生產(chǎn)一級要求廢水回用率>55%)以上時,只能再將一部分酸堿水洗水深度處理后回用。一般酸堿廢水指除去磨板廢水、電鍍廢水、含絡(luò)合物水洗水,含較高有機(jī)物的水洗水之外其它一切生產(chǎn)線水洗水。來自于絕大部分生產(chǎn)線,一般含較少量的絡(luò)合物、有機(jī)物,重金屬主要含銅和微量的鎳、錫等。
適當(dāng)?shù)牡突赜寐室?,在技術(shù)上并不難,投資上也不是很高,印制電路板企業(yè)易接受。但當(dāng)印制電路板廢水的循環(huán)回用率要求達(dá)50%上,有的要求回用率達(dá)85%,更有要求零排放的案例。這在技術(shù)上仍有不少難度,第一,很高回用率的要求,回用水對印制電路板產(chǎn)品而言存在較大風(fēng)險,企業(yè)不易接受;第二,投資較大,運(yùn)行成本也較高,企來不愿接受。
回用水處理工藝宜采用過濾+雙膜(超濾膜和反滲透膜)組合工藝,膜處理工藝設(shè)計應(yīng)符合 HJ 579 的規(guī)定;成分單一、電導(dǎo)率較低的廢水可采用離子交換工藝。
表1 印制電路板廢水水質(zhì)水量分類表 (單位:mg/L,pH 除外)
含金、銀等貴金屬廢水應(yīng)線上回收,一般不納入廢水治理工程。
一、廢水處理1. 含銅廢水的處理
圖1 含銅廢水的化學(xué)法處理流程
1)中和混凝時設(shè)定控制pH值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試確定,設(shè)計可按pH 8 ~ 9進(jìn)行藥劑消耗計算。
2)反應(yīng)時間宜為 10 ~15 min;
3)銅可降至 0.5 mg/L 以下,出水可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
2. 絡(luò)合銅廢水的處理
絡(luò)合銅廢水預(yù)處理宜采用化學(xué)沉淀法。
圖2 絡(luò)合銅的基本處理流程
常用破絡(luò)劑有鐵鹽、硫化物、芬頓試劑、重捕劑,常用破絡(luò)方法有鐵鹽屏蔽法、硫化物沉淀法、化學(xué)氧化法(芬頓試劑)等。1)Fe3+可掩蔽EDTA,從而釋放Cu2+;其處理成本廉價,應(yīng)優(yōu)先采用;
2)硫化物法可有效去除EDTA-Cu,過量的S可采用Fe鹽去除;
3)Fenton氧化可破壞絡(luò)合劑的部分結(jié)構(gòu)而改變絡(luò)合性能;
4)重金屬捕集劑是螯合劑,能形成更穩(wěn)定的銅螯合物并且是難溶物;
5)離子交換法可交換離子態(tài)的螯合銅,并將其去除。
6)生化處理可改變絡(luò)合劑或螯合劑性能,釋放Cu2+ ,具有廣泛的適用性。
鐵鹽屏蔽法破絡(luò)階段 pH 值控制在 2~4,化學(xué)氧化和硫化物沉淀法 pH 值宜根據(jù)試驗確定,沉淀階段 pH 值宜控制在 8~9;鐵鹽屏蔽法和硫化物沉淀法可將絡(luò)合銅廢水中總銅處理至 0.5 mg/L 以下,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。具體設(shè)計應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果確定破絡(luò)工藝。
三價鹽可掩蔽主要的絡(luò)合物EDTA;輔助破絡(luò)反應(yīng)可采用硫化鈉,按沉淀出水Cu<2.0mg/L投加量控制;
生化處理應(yīng)便于排泥,以排出生化處理破絡(luò)后形成的銅沉淀物。
如絡(luò)合銅廢水在常規(guī)破絡(luò)后可達(dá)到排放要求,則不需進(jìn)入生化系統(tǒng)處理。
如果沒有破壞或者掩蔽絡(luò)合劑,絡(luò)合銅廢水處理后宜單獨排至出水計量槽,以免形成新的絡(luò)合銅。
3. 銅氨廢水的處理
銅氨廢水預(yù)處理可采用折點加氯法、選擇性離子交換法或磷酸銨鎂脫氨氮法。
3.1 折點加氯法
銅氨廢水的廢水水量、氨氮濃度隨時間變化不大時,可采用折點加氯法。
圖3 銅氨廢水折點加氯法的預(yù)處理工藝流程
1)進(jìn)水氨氮濃度不宜大于 50 mg/L;2)氧化反應(yīng)階段 pH 值宜控制在 4~7 左右,氧化劑宜采用 NaClO,反應(yīng)時間宜為 30 ~60min;
3)有效氯投加量宜根據(jù)試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按氨氮與氯質(zhì)量比為 1:(7~10)投加;
4)混凝階段 pH 值宜控制在 8~9;
5)折點加氯法對廢水中氨氮的去除率在 80%以上,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
3.2 磷酸銨鎂脫氨氮法
銅氨廢水有多種金屬離子或有機(jī)物時,宜采用磷酸銨鎂脫氨氮法。
圖4 銅氨廢水磷酸銨鎂脫氨氮法的預(yù)處理工藝流程
1)反應(yīng)池 pH 值宜控制在 9.5~10.5;
2)反應(yīng)時間宜大于 30 min;
3)鎂鹽宜采用 MgCl2 . 6H2O 或 MgSO4 . 7H2O,磷酸鹽宜采用 Na2HPO4 . 12H2O;
4)N:P:Mg 對氨氮處理效果影響較大,應(yīng)通過試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按 NH4+ 、PO43- 、Mg2+ 摩爾比為 1:1.2:1.3 投加;
5)磷酸銨鎂脫氨氮法對廢水中氨氮的去除率在 80%以上,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng);
4. 含氰廢水的處理
印制電路板生產(chǎn)線含氰化物的單元有板面電鍍金、金手指、退鍍液、化學(xué)度金、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅(沉銅缸),缸后水洗為含氰廢水。含氰廢水應(yīng)避免鐵、鎳離子混入,含氰廢水的預(yù)處理可采用堿性氯化法和雙氧水氧化法兩種工藝。破氰后的廢水應(yīng)再進(jìn)行重金屬的去除。
4.1 堿性氯化法
2)反應(yīng)時間宜大于 30 min;
3)鎂鹽宜采用 MgCl2 . 6H2O 或 MgSO4 . 7H2O,磷酸鹽宜采用 Na2HPO4 . 12H2O;
4)N:P:Mg 對氨氮處理效果影響較大,應(yīng)通過試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按 NH4+ 、PO43- 、Mg2+ 摩爾比為 1:1.2:1.3 投加;
5)磷酸銨鎂脫氨氮法對廢水中氨氮的去除率在 80%以上,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng);
6)使用中應(yīng)考慮采取預(yù)防管道結(jié)垢、堵塞措施。
4. 含氰廢水的處理
印制電路板生產(chǎn)線含氰化物的單元有板面電鍍金、金手指、退鍍液、化學(xué)度金、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅(沉銅缸),缸后水洗為含氰廢水。含氰廢水應(yīng)避免鐵、鎳離子混入,含氰廢水的預(yù)處理可采用堿性氯化法和雙氧水氧化法兩種工藝。破氰后的廢水應(yīng)再進(jìn)行重金屬的去除。
4.1 堿性氯化法
圖5 含氰廢水堿性氯化法預(yù)處理基本處理流程
1)采用堿性氯化法處理含氰廢水的氧化劑可采用:次氯酸鈉、漂白粉、漂粉精、二氧化氯、或液氯。理論有效氯投加量:CN:NaClO=1:7.16。實際由于廢水中還有其它還原物或有機(jī)物會消耗有效氯,投藥量宜通過試驗確定。
2)反應(yīng) pH 值條件:一級破氰控制 pH 值 10 ~ 11,反應(yīng)時間宜為 30 ~ 60 分鐘;二級破氰控制 pH值 6.5 ~ 7,反應(yīng)時間宜為 30 ~ 60 分鐘。
3)自動控制 ORP 參考值:一級破氰約 +200 ~ +300 mV,二級破氰約 +600 ~ +650 mV。由于廢水中所有還原性物質(zhì)都可能與氧化劑發(fā)生反應(yīng),因此對于實際 ORP 控制值,應(yīng)根據(jù) CN 的剩余濃度現(xiàn)場試驗確定。設(shè)定 ORP 值的原則是既保證殘余 CN 濃度小于排放要求,又不浪費氧化劑。
4)反應(yīng)池宜采用機(jī)械攪拌,機(jī)械攪拌速度梯度宜按 500 s -1 ~1000 s -1 設(shè)計;反應(yīng)池宜設(shè)置排空管,接入調(diào)節(jié)池或事故池。
4.2 雙氧水法
圖6 含氰廢水雙氧水法預(yù)處理基本處理流程
1)反應(yīng)池 pH 值應(yīng)控制在 9~11;
2)雙氧水投加量宜按氰離子與雙氧水的質(zhì)量比計算確定,質(zhì)量比通常取 1 : 5;
3)要求游離氰根設(shè)計去除率大于 97%時,接觸時間不宜少于 15 min;要求游離氰根設(shè)計去除率大于 99%時,接觸時間不宜少于 20 min。
5. 有機(jī)廢水的處理
5.1 高濃度有機(jī)廢水
高濃有機(jī)廢水中最大量的是各種油墨產(chǎn)生的濃液,如黑油、干膜、濕膜、綠油等,用于PCB生產(chǎn)過程的圖紙像轉(zhuǎn)移抗蝕劑和阻焊抗蝕劑,在有機(jī)廢水中,黑油呈黑色,干膜/濕膜呈藍(lán)色,綠油呈綠色。因此,經(jīng)常也有用“油墨廢水”、“顯影廢水”、“菲林廢水”來代指高濃有機(jī)廢水的。其它高濃有機(jī)廢水(液)如高錳酸鉀換缸液及缸后水洗水、膨松劑缸及缸后水洗水、除油劑缸液、清潔劑缸注、網(wǎng)房洗網(wǎng)液、絲印房產(chǎn)生的廢液、返洗房洗板液等。高濃度有機(jī)廢水可在酸性條件下析出固體,再通過固液分離可去除大部分有機(jī)物和部分重金屬。
圖7 高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理基本處理流程
1)脫膜、顯影廢液應(yīng)首先采用酸析處理。酸析反應(yīng)控制 pH 值 3 ~ 5,具體數(shù)值可現(xiàn)場調(diào)整確定。設(shè)定的原則是去除率提高平緩時,不再下調(diào) pH 值。酸性條件使得膜的水溶液形成膠體狀不溶物,通過固液分離去除;
2)酸析反應(yīng)宜采用機(jī)械攪拌,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速宜 100 ~300 rpm;
3)可在酸析池中投加用于減少酸析后固體結(jié)塊堵塞的改良劑,常用改良劑有粉末活性炭,聚合氯化鋁鐵等,投加量宜根據(jù)試驗確定;
4) 酸析后的高濃度有機(jī)廢水可采用生化處理,也可根據(jù)情況采用化學(xué)氧化處理;
5)好氧處理須注意控制進(jìn)水濃度Cu < 5.0mg/L,可以將破絡(luò)后的絡(luò)合廢水進(jìn)入好氧池一同處理,通過排泥量控制混合液中的Cu < 20mg/L;
6)高濃度有機(jī)廢水厭氧處理水力停留時間(HRT)宜 24h 以上,投配負(fù)荷:2.0 ~ 3.0 kg COD/ m3.d 以下;
7)高濃度有機(jī)廢水預(yù)處理工藝對有機(jī)物去除率可達(dá) 80%以上,出水進(jìn)入低濃度有機(jī)廢水。
5.2 低濃度有機(jī)廢水
低濃度有機(jī)廢水是某些較高有機(jī)物濃度的缸后水洗水,如顯影缸后水洗水、退膜缸后水洗水、酸性,堿性除油缸后水洗水等。低濃度有機(jī)廢水預(yù)處理可采用化學(xué)氧化法或鐵-碳微電解法去除有機(jī)物,采用化學(xué)沉淀法去除重金屬。
低濃度有機(jī)廢水是某些較高有機(jī)物濃度的缸后水洗水,如顯影缸后水洗水、退膜缸后水洗水、酸性,堿性除油缸后水洗水等。低濃度有機(jī)廢水預(yù)處理可采用化學(xué)氧化法或鐵-碳微電解法去除有機(jī)物,采用化學(xué)沉淀法去除重金屬。
圖8 低濃度有機(jī)廢水預(yù)處理基本處理流程
1)采用芬頓氧化去除有機(jī)物時,pH 值宜控制在 2~4,芬頓試劑投加量宜根據(jù)試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時可按 CODCr 與芬頓試劑質(zhì)量比 1:(1~3)投加,反應(yīng)時間 1~2 h;為減少殘留的 H2O2對后續(xù)沉淀影響,可在芬頓氧化后投加還原劑;
2)采用鐵-碳微電解去除有機(jī)物時,pH 值宜控制在 3~5,空氣攪拌氣量不小于 3 ~5 m3 /m2 .h,填料接觸時間不小于 30 min;填料在反應(yīng)池中應(yīng)分層堆放,每層單獨設(shè)置空氣攪拌系統(tǒng);
3)混凝階段 pH 值宜為 8~9,反應(yīng)時間宜為 10 ~15 min;
4)低濃度有機(jī)廢水經(jīng)過預(yù)處理后有機(jī)物去除率可達(dá) 50~80%,銅可降至 1 mg/L以下,出水進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
6. 含鎳廢水的處理
印制電路板廢水中的含鎳廢水來源化學(xué)度金、板面電鍍金、金手指和各相對應(yīng)生產(chǎn)線的退鍍液工序的廢缸液和缸后水洗水。鎳是屬于廢水中的第一類污染物,含鎳污泥歸類為危險廢棄物,污泥的處置受到嚴(yán)格限止,要單獨分開處理,同時也是較貴重金屬,廢水中的鎳具有回收價值。根據(jù)環(huán)保法規(guī)要求,含鎳廢水須單獨分開處理。含鎳廢水可采用化學(xué)沉淀法、離子交換法或反滲透法。
6.1 化學(xué)沉淀法
含鎳廢水混有其它金屬類污染物和有機(jī)污染物時,應(yīng)采用化學(xué)沉淀法。
圖9 含鎳廢水化學(xué)沉淀法預(yù)處理基本處理流程
1)pH 調(diào)節(jié)池 1 的 pH 值應(yīng)控制在 2~3;
2)破絡(luò)劑可選擇芬頓試劑或次氯酸鈉,反應(yīng)時間宜大于 60 min,宜采用機(jī)械攪拌;
3)pH 調(diào)節(jié)池 2 的 pH 值應(yīng)控制在 10~11;
4)混凝反應(yīng)宜采用機(jī)械攪拌方式,平均速度梯度宜為 30 s -1 ~60 s -1 ,混凝時間宜為10~30 min;
5)沉淀池的設(shè)計參數(shù)應(yīng)根據(jù)廢水處理試驗數(shù)據(jù)或參照類似廢水處理的沉淀池運(yùn)行數(shù)據(jù)確定;當(dāng)沒有試驗條件和缺乏有關(guān)資料時,設(shè)計參數(shù)可參考表 2確定;
2)破絡(luò)劑可選擇芬頓試劑或次氯酸鈉,反應(yīng)時間宜大于 60 min,宜采用機(jī)械攪拌;
3)pH 調(diào)節(jié)池 2 的 pH 值應(yīng)控制在 10~11;
4)混凝反應(yīng)宜采用機(jī)械攪拌方式,平均速度梯度宜為 30 s -1 ~60 s -1 ,混凝時間宜為10~30 min;
5)沉淀池的設(shè)計參數(shù)應(yīng)根據(jù)廢水處理試驗數(shù)據(jù)或參照類似廢水處理的沉淀池運(yùn)行數(shù)據(jù)確定;當(dāng)沒有試驗條件和缺乏有關(guān)資料時,設(shè)計參數(shù)可參考表 2確定;
表2 沉淀池設(shè)計參數(shù)表
6)含鎳廢水中僅含離子態(tài)鎳時可不設(shè)置破絡(luò)工藝;
7)含鎳廢水經(jīng)化學(xué)沉淀將鎳處理達(dá)標(biāo)后,可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng)。
6.2 離子交換法
含鎳廢水污染物成分較單一、主要以離子態(tài)鎳為主,或者要求回收鎳時,可采用離子交換法。
圖10 含鎳廢水離子交換法預(yù)處理基本處理流程
1)進(jìn)水鎳離子濃度不宜大于 200 mg/L;
2)陽離子樹脂宜采用鈉型凝膠型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂、大孔型弱酸陽離子交換樹脂、凝膠型弱酸陽離子交換樹脂或選擇性強(qiáng)的特種樹脂;
3)設(shè)計、運(yùn)行控制技術(shù)條件和參數(shù),應(yīng)符合 GB 50136 的規(guī)定;
4)含鎳廢水經(jīng)離子交換將鎳處理達(dá)標(biāo)后,可作為回用水源或進(jìn)入綜合廢水處理系統(tǒng);
5)交換再生液可回收或按危險廢物處置。
6.3 反滲透法
含鎳廢水要求車間在線回收時,可采用反滲透法。
圖11 含鎳廢水反滲透法預(yù)處理基本處理流程
1)進(jìn)水硬度不宜大于 100 mg/L(CaCO3 ),當(dāng)硬度大于 500 mg/L(CaCO3 )時,宜采用氫氧化鈉和碳酸鈉軟化處理;當(dāng)硬度小于 500 mg/L(CaCO3 )時,宜投加阻垢劑。藥劑具體投加量應(yīng)通過試驗確定;
2)進(jìn)水余氯應(yīng)小于 1.0 mg/L,當(dāng)余氯大于 1.0 mg/L 時,宜投加還原劑處理;
3)反滲透處理設(shè)備的設(shè)計使用應(yīng)參照膜廠家提供的技術(shù)資料和 GB/T 19249;
4)反滲透產(chǎn)水直接回用于生產(chǎn)線;濃水可采用化學(xué)沉淀法處理或回鍍槽。
7. 綜合廢水的處理
7.1 經(jīng)預(yù)處理后的綜合廢水pH值應(yīng)控制在 7~9,宜采用生化處理工藝。生化處理進(jìn)水有害物質(zhì)濃度控制應(yīng)參考 GB50014。綜合廢水生化處理工藝包括厭氧、缺氧和好氧單元,相關(guān)設(shè)計要求可參考HJ 576、HJ 2010、HJ 2014、HJ 2009等。
7.2 厭氧單元
1)厭氧池設(shè)計參數(shù)應(yīng)通過試驗或參照類似工程確定,無詳細(xì)資料時停留時間宜按 8~16 h 考慮;
2)厭氧池排泥周期和排泥量應(yīng)綜合考慮重金屬富集濃度和除磷效果。
7.3 缺氧單元
缺氧池底部應(yīng)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī),防止污泥沉降。
7.4 好氧單元
1)好氧池設(shè)計參數(shù)應(yīng)通過試驗或參照類似工程確定,無詳細(xì)資料時停留時間宜按 8~12h 考慮;
2)好氧單元宜采用活性污泥法,方便檢修及排泥,防止重金屬富集;
3)環(huán)境敏感、脆弱的特殊地區(qū)執(zhí)行較為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)時,宜選用 MBR 膜生物反應(yīng)器。
二、廢水回用
當(dāng)PCB廢水要求回用且要達(dá)到一定的回用率的情況下,首先要根據(jù)生產(chǎn)線的用水水質(zhì)要求和排水水質(zhì)特點,選擇合適的處理工藝,既能滿足回有水質(zhì)要求和回用率(回用率是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)),還要確保余下的捧放水達(dá)標(biāo)排放、降低工程投資和運(yùn)行成本。應(yīng)優(yōu)先采用清潔廢水作為回用水水源,含高有機(jī)物、絡(luò)合物清洗水不宜作為回用水源,根據(jù)印制電路板廢水特點,較易實現(xiàn)廢水回用的種類主要有磨板廢水、電鍍廢水、一般酸堿廢水,三者中磨板廢水回用難度較低、一般酸堿廢水回用難度相對較高。當(dāng)設(shè)計廢水回用系統(tǒng)時,需核算廢水回用后反滲透濃水對總排水的影響,并依此調(diào)整廢水整體處理工藝。
1. 磨板廢水回用
磨板一般采用火山灰磨板或氈轆磨板,磨板廢水來自機(jī)械磨板機(jī)和刷光機(jī)酸洗后水洗廢水,磨板廢水成分簡單,除含有大量的機(jī)械性磨料及銅粉外,還含有很少量的溶解性Cu2+,過程基本不增加有機(jī)物,不含NH3-N、Ni等污染物。印制電路板的廢水循環(huán)回用,可首先考慮磨板廢水回用處理,該水量占總水量約15 ~ 25%。有些企業(yè),直接在車間磨扳線旁安裝銅粉過濾機(jī),有些企業(yè)則收集后再處理。
1. 磨板廢水回用
磨板一般采用火山灰磨板或氈轆磨板,磨板廢水來自機(jī)械磨板機(jī)和刷光機(jī)酸洗后水洗廢水,磨板廢水成分簡單,除含有大量的機(jī)械性磨料及銅粉外,還含有很少量的溶解性Cu2+,過程基本不增加有機(jī)物,不含NH3-N、Ni等污染物。印制電路板的廢水循環(huán)回用,可首先考慮磨板廢水回用處理,該水量占總水量約15 ~ 25%。有些企業(yè),直接在車間磨扳線旁安裝銅粉過濾機(jī),有些企業(yè)則收集后再處理。
圖12 火山灰磨板廢水回用基本處理流程
圖13 氈轆磨板廢水回用基本處理流程
2. 電鍍廢水回用
電鍍廢水包含了圖形電鍍和板面電鍍線產(chǎn)生的水洗水,該水量占總水量約15-20%,水質(zhì)較好,不含絡(luò)合物,重金屬主要含Cu2+,有機(jī)物含量低,一般COD在50 mg/L以下,可處理后回用。
圖14 電鍍廢水回用基本處理流程
3. 一般酸堿廢水回用
磨板廢水和電鍍廢水回用只能達(dá)到總水量的40%左右,當(dāng)政策強(qiáng)制要求印制電路板廢水回用率達(dá)50%(清潔生產(chǎn)一級要求廢水回用率>55%)以上時,只能再將一部分酸堿水洗水深度處理后回用。一般酸堿廢水指除去磨板廢水、電鍍廢水、含絡(luò)合物水洗水,含較高有機(jī)物的水洗水之外其它一切生產(chǎn)線水洗水。來自于絕大部分生產(chǎn)線,一般含較少量的絡(luò)合物、有機(jī)物,重金屬主要含銅和微量的鎳、錫等。
適當(dāng)?shù)牡突赜寐室?,在技術(shù)上并不難,投資上也不是很高,印制電路板企業(yè)易接受。但當(dāng)印制電路板廢水的循環(huán)回用率要求達(dá)50%上,有的要求回用率達(dá)85%,更有要求零排放的案例。這在技術(shù)上仍有不少難度,第一,很高回用率的要求,回用水對印制電路板產(chǎn)品而言存在較大風(fēng)險,企業(yè)不易接受;第二,投資較大,運(yùn)行成本也較高,企來不愿接受。
回用水處理工藝宜采用過濾+雙膜(超濾膜和反滲透膜)組合工藝,膜處理工藝設(shè)計應(yīng)符合 HJ 579 的規(guī)定;成分單一、電導(dǎo)率較低的廢水可采用離子交換工藝。
圖15 一般酸堿廢水回用基本處理流程
超濾濃水可進(jìn)入低濃度有機(jī)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,亦可單獨收集處理。
圖16 超濾濃水處理流程
反滲透濃水可進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)或單獨處理,進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)處理時應(yīng)確保不會引起鹽分積累。
圖17 反滲透濃水處理流程