CN104418414A - 废液处理方法、废液处理系统及其设备 - Google Patents

Abstract

一种废液处理方法、废液处理系统及其设备，该方法先于该废液中加入含钙液体以形成混合液，再进行化学混凝作业以移除该混合液中的悬浮物，所以不需使用酸性物质析出悬浮物，因而能降低废液处理的成本。

Description

废液处理方法、废液处理系统及其设备

技术领域

本发明涉及一种废液处理方法，尤指一种印刷电路板制程的废液处理方法。

背景技术

现今社会工商业蓬勃发展，人们对于电子产品的需求与日俱增，因而使电子产品中必备的印刷电路板的需求量也急速成长。在印刷电路板的生产过程中有多道水洗制程，会产生酸性废水、碱性废水、显影废液、剥膜废液及去墨废液，其中在显影、剥膜及去墨等制程中所产生的废液中含有大量有机污染物。随着社会生活水准的提高、环保意识抬头，这些工业废水的处理渐渐成为社会关注的环境议题。

请参阅图1，对于显影、剥膜及去墨等制程，现有废液处理的流程先进行酸化作业的步骤S11，于废液中添加硫酸（H₂SO₄），以酸化废液；接着，进行初次沉淀的步骤S12，以还原部分油墨树脂并沉淀，而去除沉淀物；之后，经由调匀池后，进行化学混凝作业的步骤S13，其利用混凝剂及高分子聚凝剂去除液中分散且不易沉降的悬浮固体物，例如，于该经去除沉淀物的废液中加入混凝剂（如FeCl₂与聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride, PAC）、助凝剂(即高分子聚凝剂)及还原剂（如45％NaOH），以进行二次沉淀的步骤S14，藉以去除废液中的铜（Cu⁺²）与化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）；最后，依序进行压滤作业与酸碱中和的步骤S15,S16，先移除有害污泥，待调整该经处理的废水的pH值后，再放流废水。

于上述现有处理废液的方法中，对于去除废液中有机污染物的主要步骤为酸化作业，其藉由将废液的pH值调整至约3的情况下，使废液中的有机盐类的溶解度下降，进而析出约62%的有机悬浮颗粒。

然而，剥膜及去墨制程中所产生的废液为高碱性废液，因此为了使废液达到可析出有机悬浮颗粒的酸性环境，需添加大量的硫酸以进行酸化作业，因而造成处理废液所需的成本难以降低。

此外，于化学混凝作业的步骤S13中，需使用大量NaOH作为还原剂，也使处理废液所需的成本难以降低。

因此，如何克服现有处理污水的方法的种种缺失，实已成为目前亟欲解决的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的为提供一种废液处理方法、废液处理系统及其设备，能降低废液处理的成本。

本发明的印刷电路板制程的废液处理方法，包括：于该废液中加入含钙液体，以形成混合液；以及进行化学混凝作业，以移除该混合液中的悬浮物。

本发明还提供一种印刷电路板制程的废液处理系统，包括：供应设备，具有一用于填装该含钙粉体的供料槽；以及混合设备，其用于接收该废液及该含钙液体，以制成由该废液与该含钙液体所形成的混合液。

本发明亦提供一种供应设备，用于印刷电路板制程的废液处理系统中，该供应设备包括：供应装置，其用于供应含钙粉体；以及乳化装置，其连通该供应装置以将该含钙粉体调配成含钙液体。

由上可知，本发明的废液处理方法、废液处理系统及其设备，藉由添加含钙液体，使钙离子置换废液中的钠离子，并使废液中所含的有机污染物沉淀，藉以取代现有以酸化析出有机污染物的方法。

因此，本发明的废液处理方法不需耗费大量的硫酸以析出有机悬浮颗粒，所以能降低处理废液所需的成本。

此外，本发明的废液处理方法亦不需使用大量NaOH作为还原剂，详如后续，所以能降低处理废液所需的成本。

附图说明

图1为显示现有废液处理方法的流程图；

图2为显示本发明的废液处理方法的流程图；

图3为显示本发明的废液处理方法的部分处理系统的示意图；以及

图4为显示图3的处理系统的部分设备的示意图。

符号说明

3                 处理系统

30,4              供应设备

30a               第一路线

30b               第二路线

300               预拌器

31                过滤设备

32                混合设备

32a               第三路线

32b               第四路线

320               搅拌器

33                集中设备

40                供应装置

40a,41a,41b       输出口

400               供料槽

401               真空输送机

402               外部供应处

41                混合装置

410               配置槽

411               预拌器

42                乳化装置

420               储存槽

421               搅拌乳化器

S11～S16,S21～S27 步骤。

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用于限定本发明可实施的限定条件，所以不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「碱性」及「中」等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用于限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图2为本发明的废液处理方法的流程图。于本实施例中，所述的废液为剥膜制程及去墨制程所产生的废液。

于步骤S21中，进行碱化作业，即于废液中混合含钙液体。

于本实施例中，该废液中含有碳酸氢钠(NaHCO₃)，且该含钙液体为石灰乳，该石灰乳由氢氧化钙（Ca(OH)₂）与水所组成，以该石灰乳的总体积计，该氢氧化钙的含量为5至10wt%。

此外，于废液中添加饱和过量的氢氧化钙进行搅拌，且利用钙离子活性大于钠离子的特性，得以产生置换反应（如下化学式），即钙离子将键结碳氢化合物以置换碳酸氢钠中的钠离子而形成碳酸钙或氧化钙错合物。

NaHCO₃+Ca(OH)₂→NaOH+CaCO₃+H₂O

藉此设计取代现有酸化作业，以提升废液的碱度，且可将NaOH导入后续化学混凝作业中作为还原剂，以降低原先现有添加NaOH的使用量。

此外，所述的碱化作业一般采用干投法及湿投法。干投法是直接将石灰粉添加于废水中混合处理，但因化学反应时间差的缘故而容易造成反应不均及于废水处理槽的底部沉积形成氢氧化钙结晶等问题。湿投法是将石灰粉乳化成液体，再与废液混合，所以化学反应快速且可避免废水处理槽发生沉积的问题。

于步骤S22,S23中，进行第一次沉淀作业与过滤作业，以去除废液中的悬浮固体（suspended solids, SS）。

于本实施例中，利用搅拌该混合液，以拌出部分如胶体及颗粒状物质的悬浮固体，再使该些胶体及颗粒状物质沉淀，以过滤移除该些悬浮固体，而得到能直接回收作为废水厂用的碱性溶液（如图3所示的供应设备30或如图4所示的配置槽410）的溶液。

于步骤S24中，该过滤后的废水经由调匀池整治后，进行化学混凝作业，其利用混凝剂及高分子聚凝剂去除液中分散且不易沉降的悬浮固体物。

于本实施例中，于该经去除悬浮固体的废液中加入混凝剂（如FeCl₂与聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride, PAC））、助凝剂（如polymer）及还原剂（如NaOH），其中，可将碱化步骤21中的NaOH导入以作为还原剂，再视需求添加NaOH的使用量，藉以减少NaOH的使用量，而能降低处理废液所需的成本。

于步骤S25中，进行第二次沉淀，以去除废液中的铜（Cu⁺²）与化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）。

于步骤S26中，进行压滤作业，以移除有害污泥，即分离废液中的有机污染物，而得到有机污染物的含量低于标准值的溶液，之后放流废水。

另外，也可选择性进行步骤S27的酸碱中和，以调整该经处理的废水的pH值，再放流废水。

图3为用于进行步骤S21-S23的处理系统3的示意图，且本发明的处理系统3为针对湿投法的流程所配置设计。如图3所示，该处理系统3包括：用于供应含钙液体的一供应设备30、用于接收废液及该含钙液体的一混合设备32、连通该混合设备32的一过滤设备31以及连通该过滤设备31的一集中设备33。

于本实施例中，该处理系统3可为于一般石灰处理设备中增设废液混合处理功能。

所述的供应设备30具有一预拌器300，以将石灰粉（由第一路线30a输入）与液体（由第二路线30b输入）混合搅拌制作成如石灰乳的含钙液体。

所述的混合设备32具有一搅拌器320，以搅拌来自显影、剥膜及去墨等制程中的废液（由第三路线32a输入）与含钙液体（由第四路线32b输入）所形成的混合液，藉以拌出部分如胶体及颗粒状物质的悬浮固体。

所述的过滤设备31用于过滤该混合设备32中的悬浮固体，以将能直接作为废水厂用的碱性溶液的液体存放于该集中设备33。

所述的集中设备33存放来自该过滤设备31的液体，且可将其内的液体输送至供应设备30（即该第二路线30b、或图4所示的配置槽410）或输送至进行化学混凝作业的设备。

圖4为圖3的供应设备的较佳实施例。如圖4所示，该供应设备4其包括：一供应装置40、连通该供应装置40的一混合装置41、以及连通该混合装置41的一乳化装置42。

所述的供应装置40具有一供料槽400及一真空输送机401，该供料槽400中填装有生石灰（CaO），且该真空输送机401连通于该供料槽400的顶侧以输送该生石灰至该混合装置41。

于本实施例中，生石灰为粉体结构，其物理特性为密度大、质量轻，因而容易受气流影响飘散，所以石灰粉放置于该供料槽400中容易相互挤压而呈夯实结构（如块状），且若该供料槽400的输出口位于底侧（如图中的假想输出口40a），则石灰粉体会产生架桥作用而使粉体无法输送因而造成断料的情况。因此，架设该真空输送机401于该供料槽400的顶侧，以吸引该供料槽400内的石灰粉，待该供料槽400内的粉体受真空吸力输出后（如图中的箭头方向），位于该供料槽400上侧的外部供应处402内的石灰粉可自行掉落至该供料槽400内，使该供料槽400内不会形成架桥现象，且该供料槽400内的石灰粉也不会因过多粉体的重力挤压而呈块状。

于其它实施例中，也可不装设该真空输送机401，而由该供料槽400的底侧输出口40a进行生石灰的输送。

所述的混合装置41具有一配置槽410及一预拌器411。一般形式的搅拌机将输出口设于槽底（如图中的假想输出口41b），所以沉积的粉体容易阻塞输出口41b，因此，该配置槽410将输出口41a设于上侧，以确保液体输送的顺畅。

此外，该生石灰（CaO）具有不溶解特性，其反应在于分子式的变化，但物理型态不变，如下化学式，所以该预拌器411用机械搅拌或水泵循环搅拌，以减少空气融入水中，而防Ca(OH)₂产生沉淀。

CaO+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂O

于其它实施例中，也可不装设该预拌器411，而采用曝气方式以扰动水与石灰的反应，但曝气方式会将空气中的CO₂导入，使CO₂与Ca(OH)₂结合，形成硬化的CaCO₃沉积物，如下化学式，所以较不建议。

Ca(OH)₂+CO₂+H₂O→CaCO₃+2H₂O

所述的乳化装置42具有一储存槽420及一搅拌乳化器421。一般形式的搅拌机的叶片设计仅能将液体朝左旋转或朝右旋转，因而无法阻挡粉体沉淀，所以容易沉积过多粉体于搅拌机的叶片、搅拌机的底部或其它结构上，导致搅拌机的叶片卡死、马达烧毁等问题。该搅拌乳化器421具有多方向的搅拌功能，如垂直搅拌及水平搅拌，使该石灰乳于该储存槽420中能朝非固定方向流动（如图中箭头方向），不仅能避免粉体沉淀于该储存槽420的槽底，且更能避免粉体的慢速沉积而导致搅拌乳化器421的叶片卡死、马达烧毁等问题。

该供应设备4于运作时，石灰粉会先于该配置槽410内先消解成浓度40至50wt%氢氧化钙溶液（即前置溶液），再输送至该储存槽420，经该搅拌乳化器421搅拌配成浓度5至10wt%的氢氧化钙乳液。

此外，于短时间停止添加石灰乳至该混合设备32时，氢氧化钙乳液可于处理系统3内循环，不易堵塞。

又，该配置槽410及该储存槽420不宜用压缩空气搅拌，因氢氧化钙乳液与空气中的CO₂会产生CaCO₃的沉淀，不仅浪费氢氧化钙乳液，且容易造成堵塞。

此外，也可于该混合装置41中进行乳化作业，也就是不须设置该乳化装置42，只要能搅拌配成浓度5～10%的氢氧化钙乳液即可。或者，设置该乳化装置42，而不设置该混合装置41。

本发明的处理系统3或供应设备4均采用自动化，以减轻人工负荷。例如，集中设备33内的pH值低于设定值时，含钙液体将激活添加至混合设备32，而当pH值恢复至设定值时，则停止添加动作。

此外，该供应设备4,30的各槽内可保持一定的液位，以防止含钙液体断料的情况发生。

又，该供应设备4,30（或配置槽410、储存槽420）内的用水来源来自步骤S23（或该过滤设备31处理）的废水，以进行含钙液体的配置，所以能减少用水来源，以符合环保概念。

综上所述，本发明的废液处理方法及其系统，藉由碱化作业，以于废液中产生NaOH，不仅能作为化学混凝作业的还原剂，且能回收再利用作为碱化作业的含钙液体的成份，所以能有效降低处理废液所需的成本。

上述实施例仅用于例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (18)

1.一种印刷电路板制程的废液处理方法，其包括：

于该废液中加入含钙液体，以形成混合液；以及

进行化学混凝作业，以移除该混合液中的悬浮物。

2.根据权利要求1所述的废液处理方法，其特征在于，该废液中含有碳酸氢钠，且该含钙液体含氢氧化钙。

3.根据权利要求2所述的废液处理方法，其特征在于，该含钙液体中的氢氧化钙的含量为5至10wt%。

4.根据权利要求1所述的废液处理方法，其特征在于，该化学混凝作业于该混合液中加入混凝剂、助凝剂及还原剂。

5.根据权利要求4所述的废液处理方法，其特征在于，该混凝剂为FeCl₂与聚合氯化铝，且该还原剂为NaOH。

6.根据权利要求1所述的废液处理方法，其特征在于，该方法还包括于进行化学混凝作业前，先对该混合液进行沉淀作业与过滤作业。

7.根据权利要求6所述的废液处理方法，其特征在于，于进行过滤作业后，将部分该混合液回收，以作为制作该含钙液体的成份。

8.根据权利要求1所述的废液处理方法，其特征在于，该方法还包括于进行化学混凝作业后，对该混合液依序进行沉淀作业与压滤作业。

9.一种印刷电路板制程的废液处理系统，其包括：

供应设备，其用于供应含钙液体；以及

混合设备，其用于接收该废液及该含钙液体，以制成由该废液与该含钙液体所形成的混合液。

10.根据权利要求9所述的废液处理系统，其特征在于，该供应设备具有预拌器，以将石灰粉与液体混合搅拌制作成该含钙液体。

11.根据权利要求9所述的废液处理系统，其特征在于，该混合设备具有搅拌器，以搅拌该混合液。

12.根据权利要求9所述的废液处理系统，其特征在于，该系统还包括过滤设备，其连通该混合设备，以过滤该混合液中的悬浮固体，以将过滤后的液体回收供作该含钙液体的制作成份。

13.一种供应设备，其用于印刷电路板制程的废液处理系统中，该供应设备包括：

供应装置，具有一供料槽，其用于填装含钙粉体；以及

乳化装置，其连通该供应装置以将该含钙粉体调配成含钙液体。

14.根据权利要求13所述的供应设备，其特征在于，该供应装置还具有真空输送机，其连通该供料槽的顶侧，用于以真空吸引力输送该含钙粉体至该乳化装置。

15.根据权利要求13所述的供应设备，其特征在于，该乳化装置还具有搅拌乳化器，其能产生多方向搅拌。

16.根据权利要求13所述的供应设备，其特征在于，该供应设备还包括混合装置，其连通该供应装置与该乳化装置，以将该含钙粉体调配成该含钙液体的前置溶液，并于该乳化装置将该前置溶液调配成浓度5至10wt%的含钙液体。

17.根据权利要求16所述的供应设备，其特征在于，该混合装置具有配置槽，且该配置槽连通该乳化装置的位置于该配置槽的底部或该配置槽的上侧，以输送该前置溶液至该乳化装置。

18.根据权利要求16所述的供应设备，其特征在于，该混合装置具有预拌器，且该预拌器为机械搅拌式或水泵循环搅拌式，用于搅拌该前置溶液。