线路板废水治理工程

PCB印制线路板——世净环保科技(广东)有限公司专业治理

PCB印制线路板厂、电路板行业在生产过程中,会产生废水。

一、概述
该公司一家专业生产多层线路板的大型企业，在PCB制作过程中,各工序产生了一定量的废水,根据国家环保相关法规,必须进行治理达标后方可排放,受该公司委托，对该工程提供废水处理工程设计方案。
本工程采用“预处理+化学混凝+生化”之设计方案。
二、设计条件
2．1废水水质、水量
根据厂方提供的环评及相关资料并结合我院多年的实践经验，确定水质水量如下表：

说明：
1．设计时，我院根据厂方要求，土建工程一次性建设，设备部分可根据情况分批安装；
2．方案中除油废液未进行分流，如为碱性除油，可直接接入剥膜显影废液槽，如为酸性除油液另接管入剥膜显影废液槽。
3．废液指更换母液，不包括漂洗水；
2．2设计出水要求
生产废水经处理后达到《污水综合排放标准》GB8978-2008中的一级排放标准：

三、废水处理设计工艺
3．1水的分类处理
按本方案分类，废水可分为几类：
A）酸性高浓度废液
酸性高浓度废液来自于酸洗、电镀工序，这部分废水除含少量Cu2+离子外，其它污染成份较低，因此这部分废液可首先考虑回收利用作药剂添加，用作调节PH值，如酸析槽的调酸、二级破氰池的PH回调等.
B）脱膜显影废液
高浓度油墨废液主要指显影、脱膜工序中产生的高浓度有机废液，这些废液中含有大量的感光膜、抗焊膜渣等，其共同特点是COD非常高，有时可以高达上万，故必须单独处理。本方案对有机废液采用间歇运行的方式通过调整PH值后，在酸性条件下析出以去除大量的COD及浮渣后，废水中仍含有大量未结块而游离或因打捞过程中打碎的有机物胶粒，如这部分有机颗粒不去除，会对后续处理增加难度，传统方法有
（1）、气浮法
（2）、袋式过滤器
（3）、板框压滤法
气浮法主要是利用加压空气与溶液接触，从而提高水中空气的溶解度，然后通过释放器突然泄压，使水中溶解的大部分空气重新析出，形成无数微小气泡，气泡在上升过滤程中不断粘附在悬浮物上，依靠所泡的上升力，不断将悬浮物抬升至液面，然后通过刮泥板刮至池外，使悬浮物得以去除。
气浮法的优点在于：
A、自动化程度高。
B、能够连续运行处理。
缺点在于：
A、去除效果一般；
B、溶气罐容易堵塞；
袋式过滤器安装简单，过滤质量较高，但产水量有限，只适用于小流量废水处理。
板框式过滤机是通过高压泵，将液体打放板框压滤机的滤布上，通过截留作用，而去除悬浮物的方法。
优点在于：由于过滤面积大，压力高，因此产水量高，过滤效果好；
缺点在于：容易堵塞滤布，导致无法过滤。
综合以上工艺方法，我院拟采用耐酸碱压滤机对酸析滤液进行过滤，进一步去除悬浮的有机颗粒，从过上去除有机物。
由于废水经前处理后COD值仍然很高，远远达不到出水的水质标准，本方案采用将该废水定量打入有机漂洗水中，经混凝沉淀后，采用“水解酸化+接触氧化法”进一步对COD进行降解，从而保证出水COD的达标排放。
C）含铜络合废水（总设计量：400 m3/d）
含铜络合废水主要包括化学铜废水及铜氨蚀刻废水，因该厂无碱性蚀刻工艺，因此只讨论化学铜络合废水的处理。
化学铜废水中因含有较高浓度的EDTA、HCHO、C10H8N2(联氮苯)等成份而表现出如下特征：
1、因废水中因含有EDTA，它能与Cu2+形成螯合物，传统的化学混凝法很难将其断键使其Cu2+游离而混凝去除。
2、因废水中含有HCHO、C10H8N2(联氮苯)而表现出较高有机物，其具体表现在高CODcr。
这部分废水如不经预处理而直接进入综合废水处理系统，不仅影响总铜的达标排放，其CODcr的达标排放也将受到影响，针对化学铜废水的特性我院采用铝催化还原法，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
此时注意反应式中OH－是必须的，所以PH必须维持在10左右反应才能进行。废水定量打放铝置换槽中，采用空气搅拌加速反应效果，因出水中含有还原出的铜粉及氢氧化铝悬浮物由泵打放袋式过滤器过滤出悬浮物后，废水接至有机调节池中。
此部分废水也含有较高的COD，若不经过处理，出水COD将很难达标排放。故经破络处理、混凝沉淀后，进入生化处理系统好氧段，去除COD后再达标排放。
D）有机清洗废水
这部分废水主要产生于除油、显影、剥膜等工序的清洗段，表现为水量大、COD浓度高等特点。
这部分废水先经过PH调整、混凝沉淀后进行生化处理系统。
由于本系统所处理的废水全为高浓度的废水，其中COD较高。故本方案以活性污泥法为去COD的工艺核心。预处理后的沉铜、铜氨废水进行PH调整后，进入生化系统以降解COD。
生化工艺其原理及特点如下：
1、兼性处理利用厌氧处理的前二个阶段，水解和酸化阶段。水解阶段是将复杂的大分子有机物被胞外酶水解为小分子的溶解性有机物。酸化阶段是将溶解性的有机物转达化为有机酸、醇、醛和CO2等。兼性生化处理段对水量、水质的冲击负荷有一定的适应能力，并且将线路板废水中的表面活性剂的长链有机物打断，为后续的好氧段创造有利条件。
2、好氧处理系统目前主要有接触氧化法和活性污泥法。其接触氧化法的优点是运行管理较简单，但缺点是填料支架需定期停产维护，填料2～3年需要更换，不仅维护复杂、成本高，而且更换时需停产10天以上，更换后需重新培菌，其处理效果不如活性污泥法。根据我们的实际工程经验，显影除胶液易凝结，采用接触氧化法长时间运行后填料结团严重，附着性微生物没有了栖身处所，造成微生物大量减少，生物处理系统难于正常运行，严重影响处理效果；活性污泥法优点是处理效果好，可以控制污泥浓度调控系统的运行状态，不需停产维修。缺点是操作稍复杂，可能有污泥膨胀的问题。本工艺采用投药式活性污泥法，在混凝区加入生物絮凝剂，能有效抑制好氧污泥膨胀的问题。
综上所述，经混凝沉淀后出水进入生化系统作进一步处理。其出水有两种流向，一是与处理后清洗废水一并达标排放，二是方案COD不能达标排放，则与清洗废水混凝沉淀后外排。
E）含镍清洗废水
这部分废水主要来自于电镀镍、化学镍后及沉银后后的清洗水，由于Ni为一类污染物，根据环保要求，这部分废水必须单独进行处理，达标后再混合综合废水中一起达标排放。
F）含氰废水
这部分废水主要来自于金缸后的清洗水，氰化物是一种剧毒物质，目前，对于含氰废水的处理方法主要有：电解氧化法、活性碳吸附法、离子交换法、臭氧化和硫酸亚铁法等，但目前国内外采用较多的还是碱性氯化法，虽然有的次氯酸钠是用电解食盐水来提供的，但它仍不同于电解氧化法。
含氰废水应分质单独设计一个处理系统，不应与其它废水混合处理，尤其是Cu2+、Ni2+、Fe等离子，形成络合物后会对处理造成很大难度，破氰后的废水排至一般清洗废水处理系统进一步处理后去除重金属后达标排放。
对于含氰废水我院仍采用技术且运行稳定的碱性氯化法，采用二级氧化，其具体原理如下：
（一）不完全氧化反应
CN-ClO-H2O CNCl2OH-
CNCl2OH-CNO-Cl-2H2O
根据有关资料介绍，都认为CNO-的毒性仅为CN-毒性千分之一，但与其它废水混合后，若PH降低，则CNO-会水解产生氨，造成氨的污染，并影响其他金属离子的处理，因此必须进行完全氧化处理。
（二）完全氧化反应
2CNO-3ClO-2H2O2CO2N23Cl-2OH-
其具体工艺参数为：
（1）一级氧化：PH=10~11，HRT：30~60min
（2）二级氧化：PH=9~9.5，HRT：30~60min
这部分废水必须单独进行处理，达标后再混合综合废水中一起达标排放。
G）综合废水（一般清洗废水）（总设计量：3000m3/d）
综合废水主要含有Cu2+及一定量的COD，PH一般偏酸性，该废水中Cu2+绝大部分以游离态存在，因此很容易通过向废水中投加NaOH，根据溶度积原理，Cu2+以Cu（OH）2的形式形成悬浮物而得以去除。
根据相关资料，综合废水中COD含量约70mg/L左右，综合废水在调节池中调节水质水量后，经提升泵提升至PH调整池，对PH进行调节后，经快混、慢混后进入沉淀池进行泥水分离，上清液排放到中间水池，后经砂过滤塔后，达标排放。