CN105668726B

CN105668726B - Pcb蚀刻废液及油墨废液处理方法及装置

Info

Publication number: CN105668726B
Application number: CN201610168078.3A
Authority: CN
Inventors: 张禹; 张健; 孟令旗; 于广泽; 沈剑莹; 杨曾光; 陈阳; 王树军; 徐勇; 尹建华; 赵婷婷; 宋羽桐
Original assignee: Anshan Zhengfa Circuit Co Ltd; Northeastern University China
Current assignee: Anshan Zhengfa Circuit Co Ltd; Northeastern University China
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2018-05-08
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: CN105668726A

Abstract

本发明涉及一种PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法及装置，PCB蚀刻废液采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后横向溅射到阴离子交换膜上，提取其中的金属铜，并可有效降低离子交换表面cu²⁺和污染物的浓度，提高处理效率；PCB油墨废液采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁和双氧水组成的强氧化剂，通过激光照射、双氧化水光解以及Fe2+的催化作用，对PCB油墨废液中的有机物进行有效降解，COD去除率可达93％以上；同时采用激光温控及稳频系统，确保激光输出的准确与稳定，保证PCB油墨废液的处理效果。

Description

PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法及装置

技术领域

本发明涉及PCB废液处理技术，尤其涉及一种PCB生产过程中产生的油墨废液与蚀刻废液的处理方法及装置。

背景技术

PCB(印制电路板)的生产工艺复杂，在其不同的生产阶段会有不同的废液产生。去膜显影废液是由去油墨、显影工艺中产生的含有大量有机物的废液，其COD含量高达 15000～18000mg/L、pH 12～14；废酸碱液来自退镀工序产生的硫酸与盐酸的废液，其中 Cu²⁺质量浓度可达300～500mg/L，COD达到700～1000mg/L，pH 1～3；高铜废液和化学铜废液主要来自镀铜工序和蚀刻工序，Cu²⁺质量浓度可达700～1650mg/L，pH 4～7。

针对PCB生产过程中产生的各种废液的治理与铜金属的回收，目前已有的方法包括物理沉淀法、化学沉淀法、絮凝沉淀法、离子交换膜树脂法、制取胆矾法、溶剂萃取法、加热蒸馏法、光助fenton法、电解法等多种方法。常用硫化钠去除蚀刻废液中的Cu²⁺，该工艺适用于pH值范围大，但过量的S^2-可使处理废液COD增加；也有采用投加硫酸亚铁、烧碱、利用Fe(OH)₂、Fe(OH)₃絮凝和共沉作用形成较大颗粒的矾花，经分离去除其中的铜，但处理后的铜浓度依然超标；同时也需要大量的化学试剂，增加了处理成本。采用溶液萃取回收铜主要是用Lix54～100萃取剂从废蚀刻液中萃取铜，使PCB废液中铜离子的浓度得以显著下降；但这类技术处理所得的萃取相中含有高浓度的铜，仍然需要再处理，否则容易造成二次污染。电解法是以铜棒为阴极，碳棒为阳极直接电解PCB废液，可以回收废液中的铜，但电解过程中产生氯气，导致蚀刻液中氯的损失且污染环境。

发明内容

本发明提供了一种PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，采用离子交换膜技术对PCB蚀刻废液进行处理，并提取其中的金属铜，PCB蚀刻废液横向穿过离子交换膜，可以有效降低离子交换表面Cu² ⁺和污染物的浓度，提高处理效率；通过激光照射、双氧化水光解以及Fe²⁺的催化作用，对PCB油墨废液中的有机物进行有效降解，COD去除率可达93％以上；本发明同时提供了用于实现该方法的装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，包括如下步骤：

1)PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90°夹角横向溅射到阴极的阴离子交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；

2)PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O和H₂O₂含量为30％双氧水组成的强氧化剂，且H₂O₂加入量为1.1～1.5Qth，Fe²⁺/H₂O₂的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB 油墨废液的pH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB 油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB 油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；

激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连接上位机；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进行实时的监控与显示，也可以通过上位机进行温度预设，通过键盘输入电路可控制激光器的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、频率-电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器；光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过 PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光器的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过加法器与频率-电压转换器输出的电压相加，再输入到PID控制器中反馈给激光器，通过设置不同的控制电压实现激光器与参考激光器不同频差的实时锁定，从而实现激光的稳频。

用于实现PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法的处理装置，用于对PCB蚀刻废液进行处理的横向离子膜析铜处理装置包括依次连接的缓冲管道、输入连接器、万向节、处理装置本体和废液输送管道；所述输入连接器可在旋转驱动装置的驱动下绕自身轴线转动，其连接万向节一端可在与处理装置本体轴线60°夹角范围内绕铰接点自由转动，输入连接器靠近缓冲管道的一侧为废液入口，另一侧为废液出口，且废液入口直径大于废液出口直径；处理装置本体靠近输入连接器一侧设阳极，另一侧设阴极，且阴极横断面上设阴离子交换膜；阴离子交换膜前的处理装置本体下方设析铜出口，阳极和阴极之间的处理装置本体内设置的温度传感器一、流速传感器和铜离子浓度监测仪分别连接析铜控制器组成析铜控制系统。

所述输入连接器的废液出口直径为废液入口直径的0.618倍，输入连接器的长度为废液出口直径与废液入口直径之和的2倍；处理装置本体为圆筒形，阳极与靠近输入连接器一侧端面的距离为输入连接器长度的1/2倍。

用于对PCB油墨废液进行处理的油墨废液处理装置包括废液处理管道、激光器、激光驱动及控制系统、转动机构及反应控制器，所述废液处理管道的下部设底盘，中部设转盘，底盘与转盘之间的废液处理管道上设有输氧管道和废液输出管道，转盘之上的废液处理管道上设废液输入管道、双氧水输入管道和硫酸亚铁输入管道；转盘上与废液处理管道平行设置有激光器，激光器由激光驱动及控制系统控制，激光驱动及控制系统包括激光温控系统和激光稳频系统；转盘可在转动机构带动下绕自身轴线转动；废液处理管道上设置的温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪分别连接反应控制器，反应控制器另外连接输氧管道上的流量计，温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪、反应控制器和流量计共同组成反应控制系统。

所述析铜控制器为单片机、PLC或PC机。

所述反应控制器为单片机、PLC或PC机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用离子交换膜技术对PCB蚀刻废液进行处理，并提取其中的金属铜，PCB蚀刻废液横向穿过离子交换膜，可以有效降低离子交换表面Cu² ⁺和污染物的浓度，提高处理效率；

2)通过激光照射、双氧化水光解以及Fe2+的催化作用，对PCB油墨废液中的有机物进行有效降解，COD去除率可达93％以上；

3)采用激光温控及稳频系统，确保激光输出的准确与稳定，保证PCB油墨废液的处理效果。

附图说明

图1是PCB蚀刻废液横向离子膜析铜处理流程图。

图2是PCB蚀刻废液横向离子膜析铜处理装置结构示意图。

图3是PCB油墨废液处理流程图。

图4是PCB油墨废液处理装置结构示意图。

图5是激光温控系统原理框图。

图6是激光稳频系统原理框图。

图中：1.缓冲管道 2.输入连接器 3.万向节 4.处理装置本体 5.阳极 6.流速传感器 7.铜离子浓度监测仪 8.析铜出口 9.阴离子交换膜 10.废液输送管道 11.温度传感器一 12.废液处理管道 13.废液输入管道 14.双氧水输入管道 15.硫酸亚铁输入管道16.输氧管道 17.限流阀 18.液压阀 19.氧气气源 20.底盘 21.废液输出管道 22.反应控制器 23.转动机构 24.传动机构一 25.电机 26.传动机构二 27. 转盘 28.激光驱动及控制系统 29.激光器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，包括如下步骤：

1)PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90°夹角横向溅射到阴极的阴离子交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；(如图1所示)

2)PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O和H₂O₂含量为30％双氧水组成的强氧化剂，且H₂O₂加入量为1.1～1.5Qth，Fe²⁺/H₂O₂的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB 油墨废液的pH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB 油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB 油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；(如图3所示)

激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连接上位机(如图5所示)；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进行实时的监控与显示，也可以通过上位机进行温度预设，通过键盘输入电路可控制激光器的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、频率-电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器(如图6所示)；光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光器的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过加法器与频率-电压转换器输出的电压相加，再输入到 PID控制器中反馈给激光器，通过设置不同的控制电压实现激光器与参考激光器不同频差的实时锁定，从而实现激光的稳频。

如图2所示，用于对PCB蚀刻废液进行处理的横向离子膜析铜处理装置包括依次连接的缓冲管道1、输入连接器2、万向节3、处理装置本体4和废液输送管道10；所述输入连接器2可在旋转驱动装置的驱动下绕自身轴线转动，其连接万向节3一端可在与处理装置本体4轴线60°夹角范围内绕铰接点自由转动，输入连接器2靠近缓冲管道1的一侧为废液入口，另一侧为废液出口，且废液入口直径大于废液出口直径；处理装置本体4靠近输入连接器2一侧设阳极5，另一侧设阴极，且阴极横断面上设阴离子交换膜9；阴离子交换膜9前的处理装置本体4下方设析铜出口8，阳极5和阴极之间的处理装置本体4内设置的温度传感器一11、流速传感器6和铜离子浓度监测仪7分别连接析铜控制器组成析铜控制系统。

所述输入连接器2的废液出口直径为废液入口直径的0.618倍，输入连接器2的长度为废液出口直径与废液入口直径之和的2倍；处理装置本体4为圆筒形，阳极5与靠近输入连接器2一侧端面的距离为输入连接器2长度的1/2倍。

如图4所示，用于对PCB油墨废液进行处理的油墨废液处理装置包括废液处理管道12、激光器29、激光驱动及控制系统28、转动机构23及反应控制器22，所述废液处理管道12的下部设底盘20，中部设转盘27，底盘20与转盘27之间的废液处理管道12上设有输氧管道16和废液输出管道21，转盘27之上的废液处理管道12上设废液输入管道 13、双氧水输入管道14和硫酸亚铁输入管道15；转盘27上与废液处理管道12平行设置有激光器29，激光器29由激光驱动及控制系统28控制，激光驱动及控制系统28包括激光温控系统和激光稳频系统；转盘27可在转动机构23带动下绕自身轴线转动；废液处理管道12上设置的温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪分别连接反应控制器22，反应控制器22另外连接输氧管道16上的流量计，温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪、反应控制器22和流量计共同组成反应控制系统。

所述析铜控制器为单片机、PLC或PC机。

所述反应控制器22为单片机、PLC或PC机。

由于PCB生产是一种复杂的综合性加工过程，在生产过程中要使用多种不同材质的材料，导致排放的生产废液成分复杂。本发明针对PCB生产过程中产生的蚀刻废液和油墨废液的特点，采用清污分流的方法，针对不同水质进行物化处理。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

一、PCB蚀刻废液处理

PCB生产是将不需要的铜箔通过蚀刻液腐蚀去除，从而形成印制电路板。PCB生产蚀刻工序中，随着蚀刻液中铜离子浓度的增加，蚀刻速率也在发生变化。实验数据表明，当铜离子浓度为18～22盎司/加仑时PCB蚀刻速率较高，而且溶液稳定。当蚀刻液中铜离子浓度增大时，就需对蚀刻液进行处理。

离子交换膜是一种具有离子选择透过性能的高分子功能膜，它具有离子交换活性基因的网状立体结构。蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截获而实现分离。本发明使PCB蚀刻废液横向(垂直于离子交换膜，或以某一角度)穿过离子交换膜，可以有效降低离子交换表面Cu² ⁺和污染物的浓度，提高处理效率。

本实施例中，用于处理PCB蚀刻废液的处理装置本体4为水平设置的管状结构，PCB蚀刻废液通过缓冲管道1送入处理装置本体4前的输入连接器2，输入连接器2为喇叭状结构，其废液入口直径大于废液出口直径，废液入口一端连接输送PCB蚀刻废液的缓冲管道1，废液出口一端通过万向节3连接处理装置本体4。废液入口直径与废液出口直径之比按黄金分割确定(1：0.618)，输入连接器2的长度为废液入口直径与废液出口直径之和的2倍。输入连接器2与处理装置本体4通过万向节3连接，通过驱动机构可以使输入连接器2相对处理装置本体4的轴线360°旋转，并可与在处理装置本体4端面夹角60°范围内自由转动。

处理装置本体4的阳极5设在距废液输入一侧，距端面的距离为输入连接器2一半长度处，以保证输入的PCB蚀刻废液均匀的喷洒到阳极焦平面上，并通过电场的加速合理的溅射到阴极的阴离子交换膜9上。阳极与阴极之间的距离，电压大小可以根据PCB蚀刻废液的浓度、流速等因素进行调节并设定。PCB蚀刻废液横向流速及输入角度的调整有利于降低离子交换膜表面铜离子和污染物的浓度，提高废液处理速度和析铜产生率；处理装置本体4的直径和废液输送管道10的直径根据企业生产规模和需处理的废液量来确定。

二、PCB油墨废液处理

PCB生产过程中产生的油墨废液主要来源于丝网印刷，显影和去膜等工艺，是一种高浓度的有机废液，其COD质量浓度可高达15000～18000mg/L，必须进行妥善处理。

本实施例在PCB油墨废液中加入分析纯硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和双氧水(H₂O₂含量为 30％)构成的强氧化剂，在激光照射下，通过双氧水的光解，在Fe²⁺催化作用下，产生羟基自由基OH，诱导并激发氧化反应。由于OH自由基具有很高的氧化电极电势(2.8V)，远高于Cl₂、ClO₂、KMnO₄、O₃等强氧化剂，因此氧化作用极强；同时OH自由基还具有极高的亲电性(其电子亲合能为569.3KJ)，使其对有机物能进行有效的降解，能够将PCB油墨废液中的高分子有机物降解成小分子物质。

本实施例中，PCB油墨废液通过废液输入管道13送入废液处理管道1。调整PCB油墨废液的pH值为3.5，并将温度升至65摄氏度，按1.3Qth投放双氧水，按Fe²⁺/H₂O₂＝1:18 的比例投放硫酸亚铁；打开输氧管道16按10L/min速率输氧气，打开激光器29，调整激光波长为266nm，输出功率20W，并启动转动机构23让激光光源均匀照射PCB油墨废液 60分钟以上；COD去除率达到93％。

废液处理管道12采用石英材质制作。转盘27由依次连接的电机25、传动机构一24、转动机构23和传动机构二26带动旋转，并实现激光器29围线废液处理管道12的360°旋转照射。输氧管道16连接氧气气源19，其上还设有限流阀17和液压阀18。

反应控制器可以通过各传感器所采集的数据自动显示废液处理装置内的温度(精度为0.09摄氏度)，COD质量浓度，氧气流量，可还设置工作参数，显示倒计时，并自动切断激光光源。

三、激光温控与稳频

1、激光温控

激光器的运行与驱动电流和工作温度密切相关，电流与温度的起伏会引起激光功率的变化，影响激光输出的准确与稳定。

温度对激光器的影响主要有：1)温度对阈值电流的影响，随着温度升高将引起阈值电流增大，使输出功率下降；2)温度对V-I关系的影响，当注入电流相等时，温度越高的激光器对应的正向压降也越大；3)温度对输出波长的影响，由于有源层材料的禁带宽度随着温度升高而变窄，使激射波长向长波方向移动(因此可以用温度控制来微调输出激光的峰值波长，以满足对波长要求严格的激光器应用)；4)温度对P-I曲线非线性的影响，理想状态下，半导体激光器的P-I应该是线性的，PN结过热是产生非线性的原因之一，来源于有源区横(侧)模的不稳定性也是出现P-I曲线非线性的主要原因；5)温度升高还会增加内部缺损，严重影响激光器的寿命，数据表明，温度每升高25℃，激光器的寿命将减少一半。所以必须给激光器提供恒定而且高度稳定的工作温度，才能保证激光器稳定的输出功率和输出波长。

要对激光器的工作温度进行精确的恒温控制，首先要测量所控制目标的当前温度值。在本实施例中，采用美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20作为检测元件，与单片机MSP430F449(主芯片)以串行方式通信，以数字信号的形式将当前工作温度值传输到处理器，经过数据处理后，输出给温度控制模块进行温度的精确控制。

DS18B20具有结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用简单等优点。特别适合与微处理芯片构成温度测控系统，该芯片温测范围为-55℃～+125℃，分辨率为9～12位。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程来实现9～12位的数值读取方式。温度转换功率来源于数据总线，因而使用DS18B20 温度芯片可使系统结构更趋简单。当给DS18B20温度传感器通电后，主芯片MSP430F449 可以通过DQ写入命令，并可读出含有温度信息的数字量。DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E²PRAM。高速暂存RAM中第5 个字节的内容确定温度传感器的数字转换分辨率。设定的分辨率越高，所需要的温度转换时间就越长，转换分辨率由其寄存器R0、R1两位的状态决定。在这里，R0、R1分别设为 1，取分辨率12位，相应的测量精度为0.0625℃，需要的转换时间为750us。

对DS18B20温度传感器复位及写数据工作时序：首先主芯片MSP430F449发出一个复位脉冲，使传感器复位。主芯片MSP430F449将数据线拉低并保持480～960μ s,然后再将数据线进行释放。再由上拉电阻拉高15～60μ s，后再由温度传感器DS18B20发出低电平 60～240μ s。然后主芯片MSP430F449对该传感器写数据。再将数据线拉低，再写入数据。直到写入的数据有所变化。写数据持续时间应大于60μ s，且小于120μ s，两次写操作时间间隔要大于1μ s。

主芯片MSP430F449读温度传感器DS18B20数据工作时序：主芯片MSP430F449会先将数据拉低，在15μ s之内就得释放单总线，DS18B20温度传感器在数据线上从高电平调低之后又在短时间内将数据输送到数据线上，再由主芯片MSP430F449立刻读取数据，多次调试得到此系统中温度传感器DS18B20再完成一个读时序过程，至少需要60μ s。

本实施例中，采用了热电效应比较显著、热电制冷功率比较高的热电制冷器(TEC)。温度传感器将测得温度转变为数字信号，送入处理器进行数据处理后，经过PID控制器控制后，得出热电制冷器的驱动信号，调整数字电位器值，从而改变驱动电压，经功率放大后转换成电流驱动热电制冷器TEC。系统的温度控制精度达到0.09摄氏度，保证了激光光源的长时间稳定。

在温度控制过程中，温度传感器和热电制冷器TEC都具有一定的热惯性，可以用一阶惯性环节来描述，温控系统的传递函数为

式中，Kp表示温度控制的比例系数，τ₁表示PI环节的积分时间常数；τ₂表示惯性时间常数。令

式中，ξ为阻尼比，τ₁＝1s，根据温度传感器和TEC的特性参数τ₂约为25s，调节Kp即可改变阻尼比ξ.ξ太大或者太小都会影响系统的稳定性。试验发现，ξ在0.6～0.8 之间时，系统的响应在最短时间内趋于稳定。

2、激光稳频

在实际应用中，由于激光器的热扰动，电子噪声及处界的机械振动等因素引起的光频率漂移远远大于激光极限线宽。因此需要减小各种扰动所引起的激光频率漂移，实现激光频率的稳定。

本实施例中，激光器的稳频控制采取主动稳频的方式，将激光器的频率锁定在一个稳定的参考频率上。当激光频率偏移参考频率时，会产生一个误差信号，通过电子伺服机构将这一误差信号反馈给激光器的电流驱动器，补偿激光频率的改变，使其回到参考频率上，从而实现激光稳频。

采用光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频误差，通过偏置并经过放大后与本地振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过PID控制器反馈给待锁定的激光器，实现相对于参考激光器的频率锁定。频率稳定度达到5×10^-8，保证激光光源的性能长期稳定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90º夹角横向溅射到阴极的阴离子交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；

2）PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁 FeSO₄▪7H₂O和H₂O₂含量为30%双氧水组成的强氧化剂，且H₂O₂加入量为1.1～1.5Qth，Fe²⁺/H₂O₂的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB油墨废液的pH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；

激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连接上位机；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进行实时的监控与显示，通过上位机进行温度预设，或通过键盘输入电路控制激光器的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、频率-电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器；光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光器的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过加法器与频率-电压转换器输出的电压相加，再输入到PID控制器中反馈给激光器，通过设置不同的控制电压实现激光器与参考激光器不同频差的实时锁定，从而实现激光的稳频。

2.用于实现权利要求1所述的PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法的处理装置，其特征在于，用于对PCB蚀刻废液进行处理的横向离子膜析铜处理装置包括依次连接的缓冲管道、输入连接器、万向节、处理装置本体和废液输送管道；所述输入连接器可在旋转驱动装置的驱动下绕自身轴线转动，其连接万向节一端可在与处理装置本体轴线60º夹角范围内绕铰接点自由转动，输入连接器靠近缓冲管道的一侧为废液入口，另一侧为废液出口，且废液入口直径大于废液出口直径；处理装置本体靠近输入连接器一侧设阳极，另一侧设阴极，且阴极横断面上设阴离子交换膜；阴离子交换膜前的处理装置本体下方设析铜出口，阳极和阴极之间的处理装置本体内设置的温度传感器一、流速传感器和铜离子浓度监测仪分别连接析铜控制器组成析铜控制系统。

3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述输入连接器的废液出口直径为废液入口直径的0.618倍，输入连接器的长度为废液出口直径与废液入口直径之和的2倍；处理装置本体为圆筒形，阳极与靠近输入连接器一侧端面的距离为输入连接器长度的1/2倍。

4.用于实现权利要求1所述的PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法的处理装置，其特征在于，用于对PCB油墨废液进行处理的油墨废液处理装置包括废液处理管道、激光器、激光驱动及控制系统、转动机构及反应控制器，所述废液处理管道的下部设底盘，中部设转盘，底盘与转盘之间的废液处理管道上设有输氧管道和废液输出管道，转盘之上的废液处理管道上设废液输入管道、双氧水输入管道和硫酸亚铁输入管道；转盘上与废液处理管道平行设置有激光器，激光器由激光驱动及控制系统控制，激光驱动及控制系统包括激光温控系统和激光稳频系统；转盘可在转动机构带动下绕自身轴线转动；废液处理管道上设置的温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪分别连接反应控制器，反应控制器另外连接输氧管道上的流量计，温度传感器二、pH值监测仪和COD监测仪、反应控制器和流量计共同组成反应控制系统。

5.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述析铜控制器为单片机、PLC或PC机。

6.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述反应控制器为单片机、PLC或PC机。