線路板廢水治理工程

PCB印制線路板——世凈環?？萍?廣東)有限公司專業治理

PCB印制線路板廠、電路板行業在生產過程中,會產生廢水。

一、概述
該公司一家專業生產多層線路板的大型企業，在PCB制作過程中,各工序產生了一定量的廢水,根據國家環保相關法規,必須進行治理達標后方可排放,受該公司委托，對該工程提供廢水處理工程設計方案。
本工程采用“預處理+化學混凝+生化”之設計方案。
二、設計條件
2．1廢水水質、水量
根據廠方提供的環評及相關資料并結合我院多年的實踐經驗，確定水質水量如下表：

說明：
1．設計時，我院根據廠方要求，土建工程一次性建設，設備部分可根據情況分批安裝；
2．方案中除油廢液未進行分流，如為堿性除油，可直接接入剝膜顯影廢液槽，如為酸性除油液另接管入剝膜顯影廢液槽。
3．廢液指更換母液，不包括漂洗水；
2．2設計出水要求
生產廢水經處理后達到《污水綜合排放標準》GB8978-2008中的一級排放標準：

三、廢水處理設計工藝
3．1水的分類處理
按本方案分類，廢水可分為幾類：
A）酸性高濃度廢液
酸性高濃度廢液來自于酸洗、電鍍工序，這部分廢水除含少量Cu2+離子外，其它污染成份較低，因此這部分廢液可首先考慮回收利用作藥劑添加，用作調節PH值，如酸析槽的調酸、二級破氰池的PH回調等.
B）脫膜顯影廢液
高濃度油墨廢液主要指顯影、脫膜工序中產生的高濃度有機廢液，這些廢液中含有大量的感光膜、抗焊膜渣等，其共同特點是COD非常高，有時可以高達上萬，故必須單獨處理。本方案對有機廢液采用間歇運行的方式通過調整PH值后，在酸性條件下析出以去除大量的COD及浮渣后，廢水中仍含有大量未結塊而游離或因打撈過程中打碎的有機物膠粒，如這部分有機顆粒不去除，會對后續處理增加難度，傳統方法有
（1）、氣浮法
（2）、袋式過濾器
（3）、板框壓濾法
氣浮法主要是利用加壓空氣與溶液接觸，從而提高水中空氣的溶解度，然后通過釋放器突然泄壓，使水中溶解的大部分空氣重新析出，形成無數微小氣泡，氣泡在上升過濾程中不斷粘附在懸浮物上，依靠所泡的上升力，不斷將懸浮物抬升至液面，然后通過刮泥板刮至池外，使懸浮物得以去除。
氣浮法的優點在于：
A、自動化程度高。
B、能夠連續運行處理。
缺點在于：
A、去除效果一般；
B、溶氣罐容易堵塞；
袋式過濾器安裝簡單，過濾質量較高，但產水量有限，只適用于小流量廢水處理。
板框式過濾機是通過高壓泵，將液體打放板框壓濾機的濾布上，通過截留作用，而去除懸浮物的方法。
優點在于：由于過濾面積大，壓力高，因此產水量高，過濾效果好；
缺點在于：容易堵塞濾布，導致無法過濾。
綜合以上工藝方法，我院擬采用耐酸堿壓濾機對酸析濾液進行過濾，進一步去除懸浮的有機顆粒，從過上去除有機物。
由于廢水經前處理后COD值仍然很高，遠遠達不到出水的水質標準，本方案采用將該廢水定量打入有機漂洗水中，經混凝沉淀后，采用“水解酸化+接觸氧化法”進一步對COD進行降解，從而保證出水COD的達標排放。
C）含銅絡合廢水（總設計量：400 m3/d）
含銅絡合廢水主要包括化學銅廢水及銅氨蝕刻廢水，因該廠無堿性蝕刻工藝，因此只討論化學銅絡合廢水的處理。
化學銅廢水中因含有較高濃度的EDTA、HCHO、C10H8N2(聯氮苯)等成份而表現出如下特征：
1、因廢水中因含有EDTA，它能與Cu2+形成螯合物，傳統的化學混凝法很難將其斷鍵使其Cu2+游離而混凝去除。
2、因廢水中含有HCHO、C10H8N2(聯氮苯)而表現出較高有機物，其具體表現在高CODcr。
這部分廢水如不經預處理而直接進入綜合廢水處理系統，不僅影響總銅的達標排放，其CODcr的達標排放也將受到影響，針對化學銅廢水的特性我院采用鋁催化還原法，其基本原理如下：
Al°＋40H－→H2AlO3＋H2O＋3l－ E°＋2.35
Cu+2＋2l－→Cu° E°＋0.34
Al°＋40H－＋Cu+2→H2AlO3＋H2O＋Cu°＋l－ E°＋2.69
H2AlO3－＋3H2O＋2l－→ 【Al(OH)6】－3 ＋ H2
此時注意反應式中OH－是必須的，所以PH必須維持在10左右反應才能進行。廢水定量打放鋁置換槽中，采用空氣攪拌加速反應效果，因出水中含有還原出的銅粉及氫氧化鋁懸浮物由泵打放袋式過濾器過濾出懸浮物后，廢水接至有機調節池中。
此部分廢水也含有較高的COD，若不經過處理，出水COD將很難達標排放。故經破絡處理、混凝沉淀后，進入生化處理系統好氧段，去除COD后再達標排放。
D）有機清洗廢水
這部分廢水主要產生于除油、顯影、剝膜等工序的清洗段，表現為水量大、COD濃度高等特點。
這部分廢水先經過PH調整、混凝沉淀后進行生化處理系統。
由于本系統所處理的廢水全為高濃度的廢水，其中COD較高。故本方案以活性污泥法為去COD的工藝核心。預處理后的沉銅、銅氨廢水進行PH調整后，進入生化系統以降解COD。
生化工藝其原理及特點如下：
1、兼性處理利用厭氧處理的前二個階段，水解和酸化階段。水解階段是將復雜的大分子有機物被胞外酶水解為小分子的溶解性有機物。酸化階段是將溶解性的有機物轉達化為有機酸、醇、醛和CO2等。兼性生化處理段對水量、水質的沖擊負荷有一定的適應能力，并且將線路板廢水中的表面活性劑的長鏈有機物打斷，為后續的好氧段創造有利條件。
2、好氧處理系統目前主要有接觸氧化法和活性污泥法。其接觸氧化法的優點是運行管理較簡單，但缺點是填料支架需定期停產維護，填料2～3年需要更換，不僅維護復雜、成本高，而且更換時需停產10天以上，更換后需重新培菌，其處理效果不如活性污泥法。根據我們的實際工程經驗，顯影除膠液易凝結，采用接觸氧化法長時間運行后填料結團嚴重，附著性微生物沒有了棲身處所，造成微生物大量減少，生物處理系統難于正常運行，嚴重影響處理效果；活性污泥法優點是處理效果好，可以控制污泥濃度調控系統的運行狀態，不需停產維修。缺點是操作稍復雜，可能有污泥膨脹的問題。本工藝采用投藥式活性污泥法，在混凝區加入生物絮凝劑，能有效抑制好氧污泥膨脹的問題。
綜上所述，經混凝沉淀后出水進入生化系統作進一步處理。其出水有兩種流向，一是與處理后清洗廢水一并達標排放，二是方案COD不能達標排放，則與清洗廢水混凝沉淀后外排。
E）含鎳清洗廢水
這部分廢水主要來自于電鍍鎳、化學鎳后及沉銀后后的清洗水，由于Ni為一類污染物，根據環保要求，這部分廢水必須單獨進行處理，達標后再混合綜合廢水中一起達標排放。
F）含氰廢水
這部分廢水主要來自于金缸后的清洗水，氰化物是一種劇毒物質，目前，對于含氰廢水的處理方法主要有：電解氧化法、活性碳吸附法、離子交換法、臭氧化和硫酸亞鐵法等，但目前國內外采用較多的還是堿性氯化法，雖然有的次氯酸鈉是用電解食鹽水來提供的，但它仍不同于電解氧化法。
含氰廢水應分質單獨設計一個處理系統，不應與其它廢水混合處理，尤其是Cu2+、Ni2+、Fe等離子，形成絡合物后會對處理造成很大難度，破氰后的廢水排至一般清洗廢水處理系統進一步處理后去除重金屬后達標排放。
對于含氰廢水我院仍采用技術且運行穩定的堿性氯化法，采用二級氧化，其具體原理如下：
（一）不完全氧化反應
CN-?ClO-?H2O? CNCl?2OH-
CNCl?2OH-?CNO-?Cl-?2H2O
根據有關資料介紹，都認為CNO-的毒性僅為CN-毒性千分之一，但與其它廢水混合后，若PH降低，則CNO-會水解產生氨，造成氨的污染，并影響其他金屬離子的處理，因此必須進行完全氧化處理。
（二）完全氧化反應
2CNO-?3ClO-?2H2O?2CO2?N2?3Cl-?2OH-
其具體工藝參數為：
（1）一級氧化：PH=10~11，HRT：30~60min
（2）二級氧化：PH=9~9.5，HRT：30~60min
這部分廢水必須單獨進行處理，達標后再混合綜合廢水中一起達標排放。
G）綜合廢水（一般清洗廢水）（總設計量：3000m3/d）
綜合廢水主要含有Cu2+及一定量的COD，PH一般偏酸性，該廢水中Cu2+絕大部分以游離態存在，因此很容易通過向廢水中投加NaOH，根據溶度積原理，Cu2+以Cu（OH）2的形式形成懸浮物而得以去除。
根據相關資料，綜合廢水中COD含量約70mg/L左右，綜合廢水在調節池中調節水質水量后，經提升泵提升至PH調整池，對PH進行調節后，經快混、慢混后進入沉淀池進行泥水分離，上清液排放到中間水池，后經砂過濾塔后，達標排放。