印刷线路板废水处理分析论文_李荣光

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摘要:随着社会的快速发展,印刷线路板废水处理也越来越重要。其不仅能够让环境得到良好的净化,而且在一定程度上让印制环境更加优良。本文主要针对印刷线路板废水处理进行分析,并提出了相应的优化策略。

关键词:印刷线路 废水处理 分析

印制线路板工业废水排放量大,废水中污染物种类多、成份复杂,这些废水如果不能得到及时的处理必然会对环境造成严重的影响。我国对工业废水排放也有严格的要求,必须根据各工序污染物的种类以及生产工序清洗用水标准,将废水进行合理处理。为了能够有效地提升印刷线路板废水处理的效率,对其废水处理的方法进行全面的分析十分关键。本文介绍了废水处理和一般废水回用深度处理工艺。

一、印刷线路板废水危害以及种类

1.1印刷线路板废水的危害

在印刷电路板不同的生产过程、生产阶段都会产生不同的废水,我们进行了一下研究,发现主要可以总结为两种废水,一种是含有铜、铅、氨等含有多种金属污染物的废水,另一种是高浓度的有机废水。这些废水的水量与总水量相比很少,但是它的污染程度确实超乎我们的想象,在这些废水中含有很高的酸、碱,一旦将这些废水排放出来会严重影响我们的生活,对人体带来极大的危害。尤其是高浓度有机废水,它的有机物含量比较大,成分相对来说也复杂很多,处理难度自然也是比较大。

1.2线路板废水的分类

(1)废水分类

依据废水的来源和所含污染种类,可将线路板废水分为以下种类:1)磨板废水。磨板废水来源于磨板机的清洗工序,主要含铜粉、火山灰等;2)铜氨络合废水。铜氨络合废水来源于碱性蚀刻的清洗工序,废水中主要污染物为铜离子(以络合态存在)、氨氮等;3)化学沉铜废水。化学沉铜废水来源于化学沉铜的清洗工序,废水中主要污染物为铜离子(以络合态存在)、有机物等;4)化学镀镍废水。典型的化学镀镍工艺以次磷酸盐为还原剂,废水中主要污染物为镍离子(以络合态存在)、磷酸盐(包括次磷酸盐、亚磷酸盐)及有机物;5)含氰废水。含氰废水来源于电镀金、化学沉金、化学沉银的清洗工序,废水中主要污染物为氰化物、重金属离子(以络合态存在)等;6)油墨废水。油墨废水来源于显影、脱膜工序,含有大量感光膜、抗焊膜渣等成分,COD较高。7)有机废水。除以上1-6所列废水外,其它CODcr浓度高于150mg/l的废水均应纳入有机废水处理系统,主要包括除油、脱脂和网版清洗等工序产生的废水,废水中主要污染物为有机物;8)综合废水。除1-7所列废水外,其它各类废水统称为综合废水,主要污染物为酸碱、重金属离子、悬浮物等;9 废液。线路板废液中含有高浓度的酸、碱、重金属等,线路板废液应委托有资质的危险废物处理单位进行处理处置或综合利用。

二、印刷线路板废水废水的分类处理

在进行废水的处理过程中,很多企业都采用分类处理的方式进行处理。这样不仅更加具有处理效率,而且对于污染不严重的废水还能进行相应的化学处理,PCB废水可按下表进行分类:

从上表中,我们可以很清楚的看到废水的处理需要进行明确的分类,其分类的方式磨板清刷水、一般清洗水、有机废水、络合废水、电镀铜清洗水、含镍清洗水以及含氰废水废液7种方式。其酸碱度也会因为这7种方式会有所不同。因此,其预处理方法也会不同,其采用中和以及混凝的方式较为常见。

2工艺设计

2.1磨板废水处理

由于磨板废水中污染浓度相对较低、污染物种类少,经回收铜粉和简单沉淀处理后可直接回用于磨板清洗工序,也可将沉淀后磨板废水排入回用水处理系统作深度处理后回用。

2.1.1磨板废水工艺流程

磨板废水→铜粉回收机→调节池→沉淀池→定期回收沉淀铜粉 →回用至磨板清洗工序或排入回用水处理系统

图2-1 磨板废水处理工艺流程图

2.2铜氨络合废水处理

铜氨络合废水一般先采用硫化物进行破络和混凝沉淀,然后排入有机废水处理系统的pH回调池或经折点加氯除氨后直接排放。

2.2.1反应机理

铜氨络合废水破络反应的化学方程式如下:

[Cu(NH3)4] 2+ +S2-→CuS+4NH3↑

2.2.2工艺流程

铜氨络合废水一般采用下图所示的处理工艺流程。

碱+硫化物 硫酸亚铁 PAM 污泥脱水系统

pH↓ORP↓ ↓↑

铜氨络合废水→调节池→破络池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池→折点加氯→排放

图2-2 铜氨废水处理工艺流程图

2.3化学沉铜废水处理工艺设计

化学沉铜废水一般采用硫化物沉淀法。

2.3.1反应机理

化学沉铜废水反应的化学方程式如下:

Cu2++S2-→CuS↓

2.3.2工艺流程图

化学沉铜废水一般采用下图所示的处理工艺流程

碱+硫化物 硫酸亚铁 PAM

pH↓ORP↓ ↓

化学沉铜废水→调节池→破络池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池→污泥浓缩池→污泥脱水系统→干泥饼外运

图2-3 化学沉铜废水处理工艺流程图

2.4化学镀镍废水处理工艺设计

化学镀镍废水一般采用酸性氧化+钙盐沉淀法的二级预处理工艺。

2.4.1反应机理

第一级在酸性条件下通过氧化剂将次、亚磷酸盐氧化成正磷酸盐,第二级加入石灰,在碱性条件下正磷酸盐生成磷酸钙沉淀物,重金属镍离子形成氢氧化镍的沉淀物得到去除。

氧化剂可采用浓度为10%以上的漂水,其反应方程式如下:

NaH2PO2+ClO-→PO33-+NaCl+2H+

PO33-+ClO-→PO43-+Cl-

10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca10(OH)2(PO4)6↓

Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓

2.4.2工艺流程图

化学镀镍废水一般采用下图所示的处理工艺流程。

酸+氧化剂 石灰 PAC PAM

pH↓pH ↓ ↓ ↓

化学镀镍废水→调节池→氧化池→pH调整池→快混池→慢混池

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池← 沉淀池

有机废水pH回调池

图2-4 化学镀镍废水典型处理工艺流程

2.6含氰废水处理

含氰废水的处理方法包括碱性氯化法、臭氧氧化法、离子交换法、电解法等,根据线路板企业的实际情况,一般采用两级碱性氯化法处理工艺。该处理方法具有稳定、可靠,易于实现自动控制的特点,碱性氯化法所采用的氧化剂一般为漂白水、漂白粉等。

2.6.1反应机理

两级碱性氯化法破氰反应的化学方程式如下:

CN-+OCl-+H2O→CNCl+2OH-

CNCl+2OH-→CNO-+Cl-+H2O

2CNO-+4OH-+3Cl2→2CO2+N2+6Cl-+2H2O

2.6.2工艺流程图

水量较大的含氰废水一般采用连续处理方式,若水量较少,则可采用间歇式的氧化破氰方式。

碱+氧化剂酸+氧化剂

pH ↓ ORP pH↓ ORP

含氰废水→调节池→ 一级氧化池→中间水池→二级氧化池→ 综合废水调节池

图2-6 含氰废水典型处理工艺流程

2.7油墨废水处理

油墨废水中有机物含量较高,一般先采用酸化预处理,油墨在酸性条件下会析出,通过打捞去除,然后排入有机废水处理系统。

2.7.1工艺流程图:

酸/ PAM

pH↓

油墨废水→调节池→酸化池→有机废水处理系统

浮渣捞出打包

图2-7 油墨废水处理工艺流程图

2.8有机废水处理工艺设计

有机废水中主要污染物为有机物,一般采用物化+生化的处理工艺。本工艺选用水解酸化+接触氧化的生化工艺,也可选用其它生化处理工艺。

2.8.1有机废水典型处理工艺流程

碱 PAC PAM酸

pH↓ ↓ ↓ ↓

有机废水→调节池→ pH调整池→快混池→慢混池→沉淀池→pH回调池

干泥饼外运←污泥脱水系统←污泥浓缩池 水解酸化池

↑↓

排放←生化沉淀池←接触氧化池

2.8.2主要工艺控制参数

pH调整池内控制pH值9.5-10.5。pH回调池内控制pH值7.0-8.0。水解酸化池内控制溶解氧小于0.3mg/L。接触氧化池内控制溶解氧在2.0-4.0mg/L之间。

2.9综合废水处理工艺设计

综合废水一般经预处理后进入回用水处理系统,预处理可采用氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法等,一般采用氢氧化物沉淀法。回用水处理系统一般膜处理法、离子交换法等处理工艺。

四、结语:

印刷线路板废水处理工艺选择十分关键,其能够有效地提升废水处理的效率。同时,在整个处理的过程中也应当根据实际情况进行相应的处理,首先要做好废水的分类工作,然后将废水进行集中。对其中的金属离子进行沉淀分离。尤其是在络合态金属离子方面,需要作出妥善的处理,不断完善其处理工艺。只有这样,印刷线路板废水处理才能够彻底得到净化。

参考文献:

[1] 吴小芳. 废弃印刷线路板的气化及动力特性研究[D]. 华北电力大学 2012.99-102

[2] 孙伟光. 废弃印刷线路板中金属回收工艺的研究[D]. 东北林业大学 2008.36-38

[3] 陶林. 废弃印刷线路板高温燃烧时溴的迁移特性研究[D]. 浙江大学 2011.25-27

[4] 徐渠. 碘化法从废弃印刷线路板中提取金的研究[D]. 东华大学 2009.896-897

论文作者:李荣光

论文发表刊物:《基层建设》2016年11期

论文发表时间:2016/8/10

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