CN105110513A - 一种电镀生产废水的处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电镀生产废水的处理系统，包括调节池，氧化反应池、混凝反应池和混凝沉淀池，所述调节池上设置有进水口和出水口，所述氧化反应池的进水口与调节池的出水口连通，混凝反应池的进水口与氧化反应池的出水口连通，混凝沉淀池的进水口与混凝反应池的出水口连通，氧化反应池上还设置有搅拌装置和紫外灯，该紫外灯伸入氧化反应池内，氧化反应池的顶部设置有双氧水添加口、硫酸亚铁添加口和pH调节液添加口，所述混凝反应池的顶部设置有PAC添加口、PAM添加口和pH调节液添加口。该处理系统可以高效稳定的处理电镀生产废水，经处理后的出水可以稳定达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水的处理系统和处理方法，特别是指一种电镀生产废水的处理系统及其处理方法。
背景技术
印制电路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互联件。印制电路板的制造品质，不但直接影响电子产品的可靠性，而且影响系统产品整体竞争力，因此印制电路板被称为“电子系统产品之母”。印制电路板产业的发展水平可在一定程度上反映一个国家或地区电子产业的发展速度与技术水准
PCB根据其构造、结构可分为刚性板、挠性板和刚挠结合板；根据电路图层数分为单面板、双面板以及多层板。单面板、双面板及多层板的生产工艺存在一定的区别，其中以多层板工艺流程最为复杂，PCB多层板的生产过程涉及二十多道不同的工艺环节，而其中的电镀铜及电镀镍/金则为印制电路板加工的核心环节，对最终产品质量的好坏起着至关重要的作用。电镀铜及电镀镍/金环节均是利用电解法在基板表面沉积形成镀层的原理，在基板表面形成满足不同功能需求的铜镀层、镍镀层及金镀层。作为电镀三要素之一的电镀药水，其质量的好坏直接决定了基板镀层的质量。典型的PCB电镀药水生产废水是一种含有络合态重金属和难降解有机物的精细化工废水，其主要的无机成分包括酸、磷酸盐(包括次磷酸盐、亚磷酸盐)、铜及镍(以络合态存在)等，主要的有机成分包括EDTA、单丁醚及醛类等。
目前国内处理该类废水的主流工艺是先通过采用常规化学氧化法破络预处理后在利用化学沉淀法去除重金属污染物，然后再利用生物处理法去除废水中的有机污染物。然上述处理方法存在工艺路线长、处理时间长、处理程序复杂，无法彻底破络，处理效果差且不稳定。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种电镀生产废水的处理系统，该处理系统可以高效稳定的处理电镀生产废水，经处理后的出水可以稳定达标排放。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种电镀生产废水的处理方法，该处理方法可以高效稳定的处理电镀生产废水，处理工艺简单，经处理后的出水可以稳定达标排放。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种电镀生产废水的处理系统，包括调节池，氧化反应池、混凝反应池和混凝沉淀池，所述调节池上设置有进水口和出水口，所述氧化反应池的进水口与调节池的出水口连通，混凝反应池的进水口与氧化反应池的出水口连通，混凝沉淀池的进水口与混凝反应池的出水口连通，氧化反应池上还设置有搅拌装置和紫外灯，该紫外灯伸入氧化反应池内，氧化反应池的顶部设置有双氧水添加口、硫酸亚铁添加口和pH调节液添加口，所述混凝反应池的顶部设置有PAC添加口、PAM添加口和pH调节液添加口。
作为一种优选的方案，所述氧化反应池中的搅拌装置包括伸入到氧化反应池的池底的曝气管，该曝气管与供气系统连通。
作为一种优选的方案，所述紫外灯包括固定于氧化反应池的顶部的灯座，该灯座上安装有竖直延伸至氧化反应池的底部的灯管，该紫外灯与供电系统连接。
作为一种优选的方案，所述混凝反应池上还转动安装有搅拌轴，该搅拌轴由搅拌动力装置驱动，该搅拌轴上固定有搅拌叶片。
作为一种优选的方案，所述氧化反应池中设置有pH值在线显示仪表和ORP在线显示仪表，所述混凝反应池上设置有pH值在线显示仪表。
作为一种优选的方案，所述混凝沉淀池中还设置有斜管填料。
为解决上述第二个技术问题，本发明提供了一种电镀生产废水的处理方法，包括以下步骤：
A.将电镀生产废水收集至调节池中，控制电镀生产废水的成分使其CODCr浓度为3200-4800mg/L，TP浓度为6.20-14.80mg/L，Ni浓度为4.80-12.6mg/L，Cu浓度约为32.4-64.30mg/L；
B、将电镀生产废水送至氧化反应池中，以10-20ml/L添加30％H2O2溶液，以1.0-2.0g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节氧化反应池边缘处紫外线强度为4.0mW/cm2～6.0mW/cm2，特征波长为185nm-254nm，调节pH为2.0～3.0，氧化停留时间为24～96h；
C、将氧化反应池中反应后的电镀生产废水送至混凝反应池中，调节pH为9.5～10，以1-3ml/L添加5％PAC溶液，以2-6ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为10-15min；
D、将混凝反应池中反应后的电镀生产废水送至混凝沉淀池中沉淀后上清液排出。
优选的，所述步骤B中，以15ml/L添加30％H2O2溶液，以1.5g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节控制反应器边缘处紫外线强度为5.0mW/cm2，特征波长为254nm或185nm。
优选的，所述步骤C中，以2ml/L添加5％PAC溶液，以4ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为12min。
优选的，所述步骤D中，电镀生产废水在混凝沉淀池中沉淀的时间为1.0h。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于该处理系统的氧化反应池中增加了紫外灯，紫外灯在氧化反应池中提供给紫外光，紫外辅助氧化将废水中难降解有机物分解氧化为二氧化碳和水，同时将废水中的络合态重金属破络形成离子态，从而方便后续的混凝沉淀，该处理系统处理电镀生产废水高效稳定，处理后的出水可以可以稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中“水污染物特别排放限值”要求，从而解决了上述第一个技术问题。
又由于采用了上述处理方法，该处理方法利用特殊波段的紫外光对氧化反应池中的氧化反应起到催化作用，使络合态重金属破络破络形成离子态，从而方便后续的混凝沉淀，处理高效稳定，处理后的出水pH6～9，CODCr≤50mg/L，TP≤0.5mg/L，Ni≤0.1mg/L，Cu≤0.3mg/L。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例中调节池、氧化反应池的结构示意图；
图2是本发明实施例中混凝反应池和混凝沉淀池的结构示意图；
附图中：1.调节池；2.氧化反应池；3.灯管；4.灯座；5.曝气管；6.pH调节液添加口；7.双氧水添加口；8.硫酸亚铁添加口；9.pH值在线显示仪表；10.ORP在线显示仪表；11.混凝反应池；12.混凝沉淀池；13.搅拌轴；14.搅拌叶片；15.电机；16.pH值在线显示仪表；17.pH调节液添加口；18.PAC添加口；19.PAM添加口；20.斜管填料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种电镀生产废水的处理系统，包括调节池1，氧化反应池2、混凝反应池11和混凝沉淀池12，所述调节池1上设置有进水口和出水口，调节池1用来收集电镀生产废水，在调节池1中可以初步调节pH值,以调节水量和水质。
所述氧化反应池2的进水口与调节池1的出水口连通，混凝反应池11的进水口与氧化反应池2的出水口连通，混凝沉淀池12的进水口与混凝反应池11的出水口连通，待处理生产废水的流动路线为调节池1→氧化反应池2→混凝反应池11→混凝沉淀池12，显然，为了确保该流动路线，在需要提升的管路上配置水泵。
氧化反应池2上还设置有搅拌装置和紫外灯，该紫外灯伸入氧化反应池2内，所述紫外灯包括固定于氧化反应池2的顶部的灯座4，该灯座4上安装有竖直延伸至氧化反应池2的底部的灯管3，该紫外灯与供电系统连接。所述氧化反应池2中的搅拌装置包括伸入到氧化反应池2的池底上的曝气管5，该曝气管5与供气系统连通。当然，该搅拌装置也可以为机械搅拌。所述氧化反应池2中设置有pH值在线显示仪表9和ORP在线显示仪表10，pH值在线显示仪表9用来实时显示其pH值，ORP在线显示仪表10用来显示氧化反应池2中的氧化还原电位，此外还具有与加药系统连锁控制加药量的作用。
氧化反应池的顶部设置有双氧水添加口7、硫酸亚铁添加口8和pH调节液添加口6，所述混凝反应池11的顶部设置有PAC添加口18、PAM添加口19和pH调节液添加口17。所述混凝反应池11上还转动安装有搅拌轴13，该搅拌轴13由搅拌动力装置驱动，该搅拌动力装置为电机15，该搅拌轴13上固定有搅拌叶片14。所述混凝反应池11上设置有pH值在线显示仪表16。所述混凝沉淀池12中还设置有斜管填料20，该斜管调料层流状态好，颗粒沉降不受紊流干扰，其处理能力是平流式沉淀池3-5倍，加速澄清池和脉冲澄清池的2-3倍，因此缩小了占地面积。
实施例2
本实施例提供了一种电镀生产废水的处理方法，包括以下步骤：
A.将电镀生产废水收集至调节池1中，控制电镀生产废水的成分使其CODCr浓度为3200mg/L，TP浓度为6.20mg/L，Ni浓度为4.8mg/L，Cu浓度约为32.4mg/L；
B、将电镀生产废水送至氧化反应池2中，以10ml/L添加30％H2O2溶液，以1.0g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节氧化反应池2边缘处紫外线强度为4.0mW/cm2，特征波长为185nm，调节pH为2.0～3.0，氧化停留时间为24h；
C、将氧化反应池2中反应后的电镀生产废水送至混凝反应池11中，调节pH为9.5～10，以1ml/L添加5％PAC溶液，以2ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为10min；
D、将混凝反应池11中反应后的电镀生产废水送至混凝沉淀池12中沉淀1h后上清液排出。
实施例3
本实施例提供了一种电镀生产废水的处理方法，包括以下步骤：
A.将电镀生产废水收集至调节池1中，控制电镀生产废水的成分使其CODCr浓度为4800mg/L，TP浓度为14.80mg/L，Ni浓度为12.6mg/L，Cu浓度约为64.30mg/L；
B、将电镀生产废水送至氧化反应池2中，以20ml/L添加30％H2O2溶液，以2g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节氧化反应池2边缘处紫外线强度为6.0mW/cm2，特征波长为254nm，调节pH为2.0～3.0，氧化停留时间为96h；
C、将氧化反应池2中反应后的电镀生产废水送至混凝反应池11中，调节pH为9.5～10，以3ml/L添加5％PAC溶液，以6ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为15min；
D、将混凝反应池11中反应后的电镀生产废水送至混凝沉淀池12中沉淀1h后上清液排出。
实施例4
A.将电镀生产废水收集至调节池1中，控制电镀生产废水的成分使其CODCr浓度为4000mg/L，TP浓度为12.40mg/L，Ni浓度为8.20mg/L，Cu浓度约为46.6mg/L；
B、将电镀生产废水送至氧化反应池2中，以15ml/L添加30％H2O2溶液，以1.5g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节控制反应器边缘处紫外线强度为5.0mW/cm2，特征波长为185nm～254nm，调节pH为2.0～3.0，氧化停留时间为72h；
C、将氧化反应池2中反应后的电镀生产废水送至混凝反应池11中，调节pH为9.5～10，以2ml/L添加5％PAC溶液，以4ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为12min。
D、将混凝反应池11中反应后的电镀生产废水送至混凝沉淀池12中沉淀1h后上清液排出。
实施例2至4中的主要反应机理为：
H2O2+hv→2OH·(1)
Fe(OH)2++hv→Fe2+2OH·(2)
Fe3++hv+H2O→Fe2+OH·+H+(3)
H2O+O→H2O2→2OH·(5)
2O3+H2O2→2OH·+3O2(6)
另外，体系中的O2吸收紫外光可生成O3，之后分解得到O2与原子氧，原子氧与H2O反应产生·OH；同时H2O2与O3作用也会有·OH生成。因此，紫外光的照射能够大大提高Fe2+的利用率与·OH的产生速率，从而加快有机物的降解速率。
经过实施例2至4中任一个方法，混凝沉淀出水的CODCr浓度为40～50mg/L，TP浓度为0.10～0.20mg/L，Ni浓度为0.05～0.08mg/L，Cu浓度为0.05～0.10mg/L，满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中“水污染物特别排放限值”要求。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：包括调节池，氧化反应池、混凝反应池和混凝沉淀池，所述调节池上设置有进水口和出水口，所述氧化反应池的进水口与调节池的出水口连通，混凝反应池的进水口与氧化反应池的出水口连通，混凝沉淀池的进水口与混凝反应池的出水口连通，氧化反应池上还设置有搅拌装置和紫外灯，该紫外灯伸入氧化反应池内，氧化反应池的顶部设置有双氧水添加口、硫酸亚铁添加口和pH调节液添加口，所述混凝反应池的顶部设置有PAC添加口、PAM添加口和pH调节液添加口。
2.如权利要求1所述的一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：所述氧化反应池中的搅拌装置包括伸入到氧化反应池的池底的曝气管，该曝气管与供气系统连通。
3.如权利要求2所述的一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：所述紫外灯包括固定于氧化反应池的顶部的灯座，该灯座上安装有竖直延伸至氧化反应池的底部的灯管，该紫外灯与供电系统连接。
4.如权利要求3所述的一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：所述混凝反应池上还转动安装有搅拌轴，该搅拌轴由搅拌动力装置驱动，该搅拌轴上固定有搅拌叶片。
5.如权利要求4所述的一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：所述氧化反应池中设置有pH值在线显示仪表和ORP在线显示仪表，所述混凝反应池上设置有pH值在线显示仪表。
6.如权利要求5所述的一种电镀生产废水的处理系统，其特征在于：所述混凝沉淀池中还设置有斜管填料。
7.一种电镀生产废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.将电镀生产废水收集至调节池中，控制电镀生产废水的成分使其CODCr浓度为3200-4800mg/L，TP浓度为6.20-14.80mg/L，Ni浓度为4.80-12.6mg/L，Cu浓度约为32.4-64.30mg/L；
B、将电镀生产废水送至氧化反应池中，以10-20ml/L添加30％H2O2溶液，以1.0-2.0g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节氧化反应池边缘处紫外线强度为4.0mW/cm2～6.0mW/cm2，特征波长为185nm-254nm，调节pH为2.0～3.0，氧化停留时间为24～96h；
C、将氧化反应池中反应后的电镀生产废水送至混凝反应池中，调节pH为9.5～10，以1-3ml/L添加5％PAC溶液，以2-6ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为10-15min；
D、将混凝反应池中反应后的电镀生产废水送至混凝沉淀池中沉淀后上清液排出。
8.如权利要求7所述的一种电镀生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤B中，以15ml/L添加30％H2O2溶液，以1.5g/L添加FeSO4·7H2O固体，调节控制反应器边缘处紫外线强度为5.0mW/cm2，特征波长为254nm或185nm。
9.如权利要求8所述的一种电镀生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤C中，以2ml/L添加5％PAC溶液，以4ml/L添加0.5‰的PAM溶液，反应停留时间为12min。
10.权利要求9所述的一种电镀生产废水的处理方法，其特征在于：所述步骤D中，电镀生产废水在混凝沉淀池中沉淀的时间为1.0h。
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