CN103288280B - 微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法 - Google Patents

微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，该方法采用微电解，微波处理和氧化技术相结合处理废水的方法，该方法可操作性强，工艺设计合理，工艺流程短，能够高效的降低废水中的重金属离子、有机物、菌类、藻类等，从而能达到水的达标排放，应用范围广泛，对环境保护具有重要的意义。

Description

微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法
技术领域
本发明设计一种线路板与电镀废水的处理方法，具体涉及一种采用微波-微电解-氧化相结合的技术处理线路板与电镀废水的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
线路板废水是线路板生产过程中生产的废水，在印刷电路板生产工艺流程中，磨板、弱腐蚀、电镀铜等工序排放的废水中含有铜离子；在蚀板、化学沉铜等工序排放的废水中含有铜离子和络合剂剂NH4OH、EDTA(乙二胺四乙酸四钠)和酒石酸钾钠等；在镀镍工序排放的废水中含有镍离子；在化学清洗、显影、脱膜等工序排放的废水中含有高分子有机物。电镀是一门表面处理技术，又称电沉积，是在材料表面获得金属镀层的重要方法，是对国民经济各行业发展起重要作用的加工技术。电镀加工镀种繁多，应用广泛的有镀锌、铜、镍、铬、锡、铅及金、银等，线路板与电镀生产的废水中含有多种重金属，还含有络合剂，并且COD也比较高，废水种类复杂，pH变化大，废水达标处理有一定难度。电镀行业是消耗金属、水资源及能源的工业大户，排放含有重金属废水是电镀加工的特征之一。重金属是危害自然生态环境的重要污染物，国家“十二五”规划要求把重金属防治摆在更加紧迫、更加重要的位置，如何治理重金属电镀废水已成为电镀行业乃至全社会共同关注的问题。
现有技术采用生化法处理线路板与电镀综合废水，最终因该废水中含有大量的重金属离子造成微生物中毒，导致生化法在处理线路板与电镀综合废水时受到了限制，并且由于综合废水的水质情况波动较大，导致经处理后出水的水质情况也有一定范围的波动，达不到国家要求的排放标准。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术线路板与电镀废水处理效果不佳的不足，提供一种操作性强，工艺设计合理，线路板与电镀综合废水处理效率高，经处理后的出水可达到GB 18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准，实现污水达标排放，对环境保护具有重要意义的微波、微电解、氧化技术综合技术处理线路板与电镀废水的方法。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为：
一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，它包括以下步骤：
(1)在微电解容器中装入铁碳填料形成铁碳电解床，往电解容器内装入体积浓度为5%~15%的硫酸溶液进行活化5~25min；
(2)活化完成后，排出电解容器中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，排净残余硫酸；
(3)调节线路板与电镀废水的pH在2.0~6.0之间，然后从电解容器的进水口放入线路板与电镀废水，同时开启电解容器内的曝气装置，进行微电解反应20~60min；
(4)将步骤(3)微电解反应后的混合溶液沉淀分离，分离出上层的液体和下层的污泥；
(5)将步骤(4)的上层液体送入工业微波炉中，使其在微波场中辐射处理10s~60s；
(6)在步骤(5)微波辐射处理的废水中加入H2O2，使H2O2体积浓度为0.01%~1%，搅拌均匀，调节废水溶液pH值为1.5~6.0之间，进行氧化反应处理10~60min；
(7)调节步骤(6)氧化处理的废水的pH值为6.0~11.0之间，沉淀分离出上层液体和下层污泥，污泥送污泥收集池；
(8)将步骤(7)的上层液体进行过滤，得达标的工艺出水；
(9)将步骤(4)、步骤(7)、步骤(8)收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回步骤(8)处理，污泥经压滤，制成泥饼。
作为优选方案，以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(3)和步骤(6)调pH的溶液为硫酸或盐酸。
作为优选方案，以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(7)调pH的溶液为片碱、生石灰或石灰乳。
作为优选方案，以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(5)的微波场中辐射处理是在一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行，微波场功率为5~20kW连续可调。本发明对微波辐射处理的方式进行了大量实验筛选，实验结果表明，将微波场设计为一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行微波辐射处理，对有机物，金属络合物，菌类等具有很好的处理效果，并且具有高的处理效率。
本发明根据线路板与电镀废水的特殊的理化性质，先采用铁碳微电解处理废水，铁碳微电解是当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。这些细微电池是以电位低的铁为阳极，电位高的碳做阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。其反应过程如下：   阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+；      阴极(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2，
反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用，并加入曝气处理，即充氧和防止铁屑板结，还会发生下面的反应：
O2+ 4H+ +4e→2H2O；    O2+ 2H2O+ 4e→4OH－；
2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+。
反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，从而增强对废水的净化效果。
经过铁碳微电解处理废水，仍然含有一定量的络合有机物、金属和微生物，本发明通过大量实验筛选，创造性的将微波处理技术与铁碳微电解相结合，微电解微波处理提供一种吸波特性较好的敏化剂，从而促使微波极化水分子及有机化合物分子，使有机化合物与敏化剂之间形成过渡态产物，降低氧化和分解有机物所需要的活化能，使反应加速进行。微波对废水中的有机物，菌、藻类有高频穿透作用，分解和杀伤能力极强，在短时间内能分解有机物，杀灭微生物功能，其中蓝藻在微波场中只需非常短的时间即由微细粒汇聚成大颗粒变黄沉淀与水分离，能大幅度的降低废水中的有机物、金属络合物，并能灭菌和灭藻，具有很好的净水效果，取得了很好的技术效果。
本发明对微波处理过的废水再用H2O2进行氧化处理，大大降低废水中的COD值，本发明根据线路板与电镀废水的特殊的理化性质和难以处理的特点，创造性的将微电解，微波处理和氧化技术相结合，能够高效的处理废水，使水中的重金属、有机物、微生物等能够达标排放，对环境保护具有重要意义。
有益效果：本发明提供的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，可操作性强，工艺设计合理，工艺流程短，絮凝沉淀速度快，占地面积小，尤其是创造性的将微电解，微波处理和氧化技术相结合，能够高效的降低废水中的金属离子、有机物、菌类、藻类等，从而达到国家排放标准要求，对环境保护具有重要的意义。
2、本发明提供的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，由于设备本身的独特性，不必铺设庞大的管网和水池，土建简单；设备结构紧凑，且为组块拼装式，施工安装快捷方便，可大大缩短工期，废水处理成本低，适应性强，处理效率高。该技术可广泛应用于市政污水、工业废水等行业的水处理，可以作为任何工艺的一部分进行应用处理，应用范围广泛。
3、本发明提供的线路板与电镀废水的处理方法，在运行中可实现即开即停，操作弹性大，采用该方法，进水量变化波动不影响系统运行稳定性，只需适当调整工艺参数即可保证处理效果，出水的水质稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1 
 一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，它包括以下步骤：
(1)在微电解容器中装入铁碳填料形成铁碳电解床，往电解容器内装入体积浓度为5%的硫酸溶液进行活化25min；
(2)活化完成后，排出电解容器中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，排净残余硫酸；
(3)用硫酸调节线路板与电镀废水的pH在2.0，然后从电解容器的进水口放入线路板与电镀废水，同时开启电解容器内的曝气装置，进行微电解反应60min；
(4)将步骤(3)微电解反应后的混合溶液沉淀分离，分离出上层的液体和下层的污泥；
(5)将步骤(4)的上层液体送入工业微波炉中，使其在微波场中辐射处理10s；
(6)在步骤(5)微波辐射处理的废水中加入H2O2，使H2O2体积浓度为0.05%，搅拌均匀，用硫酸调节废水溶液pH值为5.0，进行氧化反应处理10min；
(7)用生石灰调节步骤(6)氧化处理的废水的pH值为8.5，沉淀分离出上层液体和下层污泥，污泥送污泥收集池；
(8)将步骤(7)的上层液体进行过滤，得达标的工艺出水；
(9)将步骤(4)、步骤(7)、步骤(8)收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回步骤(8)处理，污泥经压滤，制成泥饼。
以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(5)的微波场中辐射处理是在一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行，微波场功率为10kW。
检测经过处理后水中的CODcr≤60mg/L，总镍≤0.05mg/L，总铜≤0.5mg/L，总磷≤0.5mg/L，氨氮≤8mg/L，未检出菌类。
实施例2 
 一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，它包括以下步骤：
(1)在微电解容器中装入铁碳填料形成铁碳电解床，往电解容器内装入体积浓度为15%的硫酸溶液进行活化5min；
(2)活化完成后，排出电解容器中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，排净残余硫酸；
(3)用盐酸调节线路板与电镀废水的pH在4.0，然后从电解容器的进水口放入线路板与电镀废水，同时开启电解容器内的曝气装置，进行微电解反应20min；
(4)将步骤(3)微电解反应后的混合溶液沉淀分离，分离出上层的液体和下层的污泥；
(5)将步骤(4)的上层液体送入工业微波炉中，使其在微波场中辐射处理40s；
(6)在步骤(5)微波辐射处理的废水中加入H2O2，使H2O2体积浓度为0.1%，搅拌均匀，用盐酸调节废水溶液pH值为2.5，进行氧化反应处理40min；
(7)用石灰乳调节步骤(6)氧化处理的废水的pH值为10.5，沉淀分离出上层液体和下层污泥，污泥送污泥收集池；
(8)将步骤(7)的上层液体进行过滤，得达标的工艺出水；
(9)将步骤(4)、步骤(7)、步骤(8)收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回步骤(8)处理，污泥经压滤，制成泥饼。
以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(5)的微波场中辐射处理是在一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行，微波场功率为15kW。
检测经过处理后水中的CODcr≤60mg/L，总镍≤0.05mg/L，总铜≤0.5mg/L，总磷≤0.5mg/L，氨氮≤8mg/L，未检出菌类。
实施例3
 一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，它包括以下步骤：
(1)在微电解容器中装入铁碳填料形成铁碳电解床，往电解容器内装入体积浓度为10%的硫酸溶液进行活化10min；
(2)活化完成后，排出电解容器中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，排净残余硫酸；
(3)用盐酸调节线路板与电镀废水的pH在4.5，然后从电解容器的进水口放入线路板与电镀废水，同时开启电解容器内的曝气装置，进行微电解反应40min；
(4)将步骤(3)微电解反应后的混合溶液沉淀分离，分离出上层的液体和下层的污泥；
(5)将步骤(4)的上层液体送入工业微波炉中，使其在微波场中辐射处理45s；
(6)在步骤(5)微波辐射处理的废水中加入H2O2，使H2O2体积浓度为0.25%，搅拌均匀，用盐酸调节废水溶液pH值为4.5，进行氧化反应处理20min；
(7)用片碱调节步骤(6)氧化处理的废水的pH值为7.5，沉淀分离出上层液体和下层污泥，污泥送污泥收集池；
(8)将步骤(7)的上层液体进行过滤，得达标的工艺出水；
(9)将步骤(4)、步骤(7)、步骤(8)收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回步骤(8)处理，污泥经压滤，制成泥饼。
以上所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，步骤(5)的微波场中辐射处理是在一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行，微波场功率为15kW。
检测经过处理后水中的CODcr≤60mg/L，总镍≤0.05mg/L，总铜≤0.5mg/L，总磷≤0.5mg/L，氨氮≤8mg/L，未检出菌类。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)在微电解容器中装入铁碳填料形成铁碳电解床，往微电解容器内装入体积浓度为5%～15%的硫酸溶液进行活化5～25min；
(2)活化完成后，排出微电解容器中的硫酸溶液，用自来水对铁碳电解床进行冲洗，排净残余硫酸；
(3)调节线路板与电镀废水的pH在2.0～6.0之间，然后从微电解容器的进水口放入线路板与电镀废水，同时开启微电解容器内的曝气装置，进行微电解反应20～60min；
(4)将步骤(3)微电解反应后的混合溶液沉淀分离，分离出上层的液体和下层的污泥；
(5)将步骤(4)的上层液体送入工业微波炉中，使其在微波场中辐射处理10s～60s；所述的微波场中辐射处理是在一个垂直电场与水平电场相互正交、互不干扰的微波场中进行，微波场功率为5～20kW连续可调；
(6)在步骤(5)微波辐射处理的废水中加入H2O2，使H2O2体积浓度为0.01%～1%，搅拌均匀，调节废水溶液pH值为1.5～6.0之间，进行氧化反应处理10～60min；
(7)调节步骤(6)氧化处理的废水的pH值为6.0～11.0之间，沉淀分离出上层液体和下层污泥，污泥送污泥收集池；
(8)将步骤(7)的上层液体进行过滤，得达标的工艺出水；
(9)将步骤(4)、步骤(7)、步骤(8)收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回步骤(8)处理，污泥经压滤，制成泥饼。
2.根据权利要求1所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(6)调pH的溶液为硫酸或盐酸。
3.根据权利要求1所述的微波、微电解、氧化技术处理线路板与电镀废水的方法，其特征在于，步骤(7)调pH的溶液为片碱、生石灰或石灰乳。
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