CN1686870A - 印刷电子线路板工业废水回用处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺。生产废水泵至pH调整混合池I，投加pH调节剂，重金属捕集剂和混凝剂以及絮凝剂进行混凝沉淀，调节pH值后转入催化氧化池进行催化氧化。将前面预处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤吸附，然后通过软化系统进行软化，最后通过反渗透系统而得到能够回用于生产的水。本发明利用废水进行深度处理回用能节省大量的水资源并且工艺效果明显，具有运行成本较低、出水水质好、运行稳定可靠等特点。

Description

印刷电子线路板工业废水回用处理工艺
技术领域
本发明涉及一种工业废水深度处理工艺，具体涉及一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺。
背景技术
中国水资源不足，随着社会经济的发展和城市化进程的加快，城市缺水问题突出，缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重。全国城市正常年份缺水60亿立方米以上。
印刷电子线路板(以下简称PCB)工业作为信息产业的重要组成部分，是各地方鼓励重点发展的行业。据不完全统计，国内PCB厂已逾千家，集中于珠江三角洲、长江三角洲和京津塘地区，总产能达到7000万平方米/年。经测算，PCB行业每年的耗水量约1.625亿立方米。水资源的匮乏已经限制了PCB行业的近一步发展。
PCB行业普遍存在水的重复使用率低、水资源浪费严重的现象。PCB厂家生产过程复杂，排出各类高浓度废液和中低浓度的清洗废水，主要污染物为有机污染物COD和重金属离子(主要是铜，伴有镍、锡等)。这种废水一般都被处理排放，很难再回用。目前仅有部分PCB生产企业将处理达标排放的废水回用于部分生产工序和要求不严格的初道清洗和生活用水(冲厕和地面刷洗)中，如将生产工序中的磨板段的生产废水单独集中，经过过滤去除铜粉，再通过常规的混凝沉淀处理之后，回用于蚀板、退锡、退菲林等其它水质要求偏低的工序。由于PCB生产用水对水的电导率有严格的要求，同时由于技术和资金的限制，无法直接将生产废水深度处理后回用于PCB工业生产，所以PCB生产废水尚无大面积用于生产的实例。因此，能否将PCB工业废水进行深度的处理后回用于PCB生产过程，以充分提高水的使用效率，并减少排入水体的污染物是我们亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
1、一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)将生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH、重金属捕集剂硫化钠和混凝剂进行混合并搅拌，反应pH条件控制在8-10之间；
(2)将上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池进行沉淀；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂，氧化剂的投加量为50-500mg/l，反应时间2-10小时；所述的氧化剂选择双氧水、臭氧、氯气和高锰酸钾中一种；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附，所述的机械过滤中所用的滤料为石英砂、无烟煤和天然锰砂中之一或至少两种组合使用；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂；
(8)将上述第7步软化后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用醋酸纤维膜或复合膜。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、所述的混凝剂为氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝或铁铝合剂。
2、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中，上述第5步中当氧化剂为双氧水时加入催化剂硫酸亚铁，催化剂的投加量为90～110mg/l。
3、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中，上述第7步和第8步之间还可以插入一个超滤系统，对第7步软化后的液体进行处理，所述的超滤系统采用一种低压膜分离方式，截留分子量：150000；孔径：0.02-0.025μm；耐自由氯强度：5ppm(连续运行)；耐过氧化氢强度：200ppm(瞬时)；pH范围：2.0-13。超滤系统可以进一步除去水中细微悬浮物、胶体硅、乳化油、乳胶及大分子有机物、细菌、病毒等，可去除大于0.002～0.01μm大小的颗粒杂质，能透过溶解固体和小分子，防止反渗透膜受到有机污染，提高反渗透的效率。超滤进水压力低，有比较稳定而高的产水量，出水水质完全能满足后续反渗透的进水条件，保证了整个回用系统正常稳定运行。
4、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中步骤1～3是混凝沉淀过程，主要通过混凝剂(氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝或铁铝合剂)、絮凝剂(聚丙烯酰胺)(简写PAM)、重金属捕集剂(硫化钠)的投加和pH条件的控制，将铜离子等重金属离子从废水中沉淀出来，同时可以去除水中的大部分的悬浮物、色度和少量的有机杂质。
5、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中步骤5——催化氧化，是通过氧化剂和催化剂的投加，将难处理的有机污染物氧化成较易降解的中间产物或终产物。由于废水中的有机污染物COD主要来自PCB制成过程的剥膜阶段，干膜的主要成分为有机酸的盐类，属难生物降解的有机物，一般的生物处理几乎不能降解。本工艺以硫酸亚铁作为催化剂，以双氧水、臭氧、氯气或高锰酸钾为氧化剂，采用催化氧化方法去除废水中的有机物，以保证后续水回用深度处理(即过滤—软化—反渗透)的处理效果。
6、所述的步骤1～5统称为废水的预处理，在预处理阶段，已经去除绝大部分的重金属离子和悬浮物以及胶体杂质，还需进一步去除废水中残余杂质，才能确保进水不对或减轻对，不会对最后反渗透系统造成太大的影响，同时保证出水水质达到回用要求。因此，本工艺在第8步反渗透系统前设置了过滤、软化和超滤系统。
7、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中步骤6——过滤，采用机械过滤与活性炭吸附过滤两部分。机械过滤器通过微絮凝的作用进一步去除系统中的微量悬浮物，同时有效去除铁、锰、铝等重金属氧化物，在运行过程中，在滤料表面形成黄褐色的铁质氧化物，通过它的催化氧化作用，沉积在滤料上，以达到去除铁锰的目的。活性炭是一种经过气化，造成发达空隙的、以碳作为骨架结构的黑色固体物质，它具有发达的孔隙，表面积非常大，具有良好的吸附作用。能有效去除水的臭味、天然的或合成的有机物和微污染物质。活性炭吸附过滤流程中依靠活性炭的吸附作用去除残留的氧化剂和有机物、色度、某些重金属离子。确保系统达到反渗透处理过程中膜处理的进水水质条件。
8、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中步骤7——软化，软化系统选用阳离子交换树脂，当进水通过软化器，水中的钙、镁离子便与树脂中的可交换离子交换，使水中钙、镁离子含量降低或基本去除，使水的硬度降低。该步骤保证水回用系统出水能够达到PCB工业生产要求。
9、所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺中步骤8——反渗透，反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助渗透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。在水处理系统中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物、胶体等杂质去除，获得高质量的水。设置反渗透系统的主要目的是去除电导率。电导率是测定水中盐类含量的一个相对指标，溶解在水中的各种盐类都是以离子状态存在的，因此具有导电性，所以导电率的大小反映出水中可溶性盐类含量的多少。它的去除主要依靠反渗透系统，经过两级反渗透系统脱盐后，出水完全能够达到去离子水的水质要求。废水经过反渗透系统脱盐后，可达到了回用指标。
10、所述的复合膜是聚酯无纺织布、工程塑料聚砜和芳香聚酯胺合成的。
本发明工作原理是：针对PCB工业废水主要污染物是重金属离子和悬浮物的特征(有机污染物浓度相对较低)，在适当的pH值条件下，通过投加混凝剂、絮凝剂、沉淀剂，使药剂与废水进行充分的混合与反应，形成不溶性重金属盐沉淀物和易于沉淀的大颗粒絮凝物质(矾花)，并进行重力分离，使之下沉排出。为了使废水达到回用指标，还需要对其进行以膜技术为核心的深度处理，即：“过滤-软化-反渗透”。通过过滤去除系统中的微量悬浮物，同时亦能有效去除铁、锰、铝等金属氧化物和残留的氧化剂和有机物、色度、某些重金属离子。软化使水中钙、镁离子含量降低或基本去除，使水的硬度降低。保证水回用系统出水能够达到PCB工业生产要求。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助渗透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。在水处理系统中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物、胶体等杂质去除，获得高质量的水。废水经过反渗透系统脱盐后，可达到了回用指标。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明处理回用的PCB工业废水，水质能够达到PCB厂家工艺用水]要求，废水的回用率达到50％，出水水质好，水重复使用率高；
2、本发明利用废水进行深度处理回用能节省大量的水资源并且工艺效果明显，运行成本较低，适用范围广
3、本发明以膜技术为核心的处理工艺，具有出水水质好、运行稳定可靠等特点，是水回用处理工艺中值得应用推广的新技术。
附图说明
附图1为本发明的一较佳实施例的印刷电子线路板工业废水回用处理工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH，重金属捕集剂硫化钠和混凝剂氯化铁进行混合并搅拌，反应pH条件控制在8-10之间，Ph调整时间10～20min，混合反应时间3～6min；
(2)将上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺(简写PAM)并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池，沉淀时间1.5-3.0小时；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂和催化剂，所述的氧化剂为双氧水，氧化剂的投加量为：50-500mg/l；所述的催化剂为硫酸亚铁，催化剂的投加量为90～110mg/l，反应时间2-10小时；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附。所述的机械过滤中所用的滤料为石英砂；过滤速度：5-10m/h；滤料层厚度：1000-1500mm；反冲洗周期20～30小时。所述的活性炭吸附过滤过程中，活性炭和水的接触时间：25～35分钟；过滤速度：80-20m/h；滤料层厚度：1500-2000mm；反冲洗周期3-6天；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂，过滤速度：15-20m/h；滤料层厚度：2000-3000mm；
(8)将上述第7步软化后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用醋酸纤维膜，最高进水污染密度指数(SDI)15分钟可到5，进水PH值3-10；最高进水温度：45℃；进水最高浊度为通常产水量8-12加仑/平方英尺.天(gfd)。
实施例2：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH，重金属捕集剂硫化钠和混凝剂硫酸亚铁进行混合并搅拌，反应pH条件控制在8.5，Ph调整时间10～20min，混合反应时间3～6min；
(2)上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺(简写PAM)并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池，沉淀时间1.5-3.0小时；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂和催化剂，所述的氧化剂为臭氧，氧化剂的投加量为：100mg/l；反应时间2-10小时；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附。所述的机械过滤中所用的滤料为无烟煤；过滤速度：5-10m/h；滤料层厚度：1000-1500mm；反冲洗周期24小时。所述的活性炭吸附过滤过程中，活性炭和水的接触时间：25～35分钟；过滤速度：80-20m/h；滤料层厚度：1500-2000mm；反冲洗周期3-6天；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂，过滤速度：15-20m/h；滤料层厚度：2000-3000mm；
(8)将上述第7步软化后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用复合膜，最高进水污染密度指数(SDI)15分钟可到5，进水PH值3-10；最高进水温度：45℃；进水最高浊度(1NTU，通常产水量8-12加仑/平方英尺.天(gfd)。
实施例3：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH，重金属捕集剂硫化钠和混凝剂硫酸铝进行混合并搅拌，反应pH条件控制在9，Ph调整时间10～20min，混合反应时间3～6min；
(2)将上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺(简写PAM)并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池，沉淀时间1.5-3.0小时；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂和催化剂，所述的氧化剂为氯气，氧化剂的投加量为：200mg/l；反应时间2-10小时；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附。所述的机械过滤中所用的滤料为天然锰砂；过滤速度：5-10m/h；滤料层厚度：1000-1500mm；反冲洗周期26小时。所述的活性炭吸附过滤过程中，活性炭和水的接触时间：25～35分钟；过滤速度：80-20m/h；滤料层厚度：1500-2000mm；反冲洗周期3-6天；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂，过滤速度：15-20m/h；滤料层厚度：2000-3000mm；
(8)将上述第7步软化后的液体通过超滤系统，所述的超滤系统采用一种低压膜分离方式，截留分子量：150000；孔径：0.02-0.025μm；耐自由氯强度：5ppm(连续运行)；耐过氧化氢强度：200ppm(瞬时)；pH范围：2.0-13；
(9)将上述第8步超滤后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用复合膜，最高进水污染密度指数(SDI)15分钟可到5，进水PH值3-10；最高进水温度：45℃；进水最高浊度为通常产水量8-12加仑/平方英尺.天(gfd)。
实施例4：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH，重金属捕集剂硫化钠和混凝剂聚合氯化铝进行混合并搅拌，反应pH条件控制在9.5，Ph调整时间10～20min，混合反应时间3～6min；
(2)上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺(简写PAM)并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池，沉淀时间1.5-3.0小时；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂和催化剂，所述的氧化剂为高锰酸钾，氧化剂的投加量为：300mg/l；反应时间2-10小时；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附。所述的机械过滤中所用的滤料为石英砂和天然锰砂；过滤速度：5-10m/h；滤料层厚度：1000-1500mm；反冲洗周期30小时。所述的活性炭吸附过滤过程中，活性炭和水的接触时间：25～35分钟；过滤速度：80-20m/h；滤料层厚度：1500-2000mm；反冲洗周期3-6天；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂，过滤速度：15-20m/h；滤料层厚度：2000-3000mm；
(8)将上述第7步软化后的液体通过超滤系统，所述的超滤系统采用一种低压膜分离方式，截留分子量：150000；孔径：0.02-0.025μm；耐自由氯强度：5ppm(连续运行)；耐过氧化氢强度：200ppm(瞬时)；pH范围：2.0-13；
(9)将上述第8步超滤后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用复合膜，最高进水污染密度指数(SDI)15分钟可到5，进水PH值3-10；最高进水温度：45℃；进水最高浊度为通常产水量8-12加仑/平方英尺.天(gfd)。
实施例5：一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH，重金属捕集剂硫化钠和混凝剂铁铝合剂进行混合并搅拌，反应pH条件控制在9，Ph调整时间10～20min，混合反应时间3～6min；
(2)将上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺(简写PAM)并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池，沉淀时间1.5-3.0小时；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂和催化剂，所述的氧化剂为双氧水，氧化剂的投加量为：400mg/l；所述的催化剂为硫酸亚铁，催化剂的投加量为100mg/l，反应时间2-10小时；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附。所述的机械过滤中所用的滤料为石英砂、无烟煤和天然锰砂；过滤速度：5-10m/h；滤料层厚度：1000-1500mm；反冲洗周期23小时。所述的活性炭吸附过滤过程中，活性炭和水的接触时间：25～35分钟；过滤速度：80-20m/h；滤料层厚度：1500-2000mm；反冲洗周期3-6天；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂，过滤速度：15-20m/h；滤料层厚度：2000-3000mm；
(8)将上述第7步软化后的液体通过超滤系统，所述的超滤系统采用一种低压膜分离方式，截留分子量：150000；孔径：0.02-0.025μm；耐自由氯强度：5ppm(连续运行)；耐过氧化氢强度：200ppm(瞬时)；pH范围：2.0-13；
(9)将上述第8步超滤后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用醋酸纤维膜，最高进水污染密度指数(SDI)15分钟可到5，进水PH值3-10；最高进水温度：45℃；进水最高浊度为通常产水量8-12加仑/平方英尺.天(gfd)。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)将生产废水泵至pH调整混合池，投加pH调节剂NaOH、重金属捕集剂硫化钠和混凝剂进行混合搅拌，反应pH条件控制在8-10之间；
(2)上述混合液体转入凝胶池，加入絮凝剂聚丙烯酰胺并搅拌，絮凝时间20-30min；
(3)将絮凝后的液体转入沉淀池进行沉淀；
(4)将沉淀后的上清液转入pH调整池，加酸调节pH值，pH控制在3～4之间；
(5)将pH调节后的液体转入催化氧化池，投入氧化剂，氧化剂的投加量为50-500mg/l，反应时间2-10小时；所述的氧化剂选择双氧水、臭氧、氯气和高锰酸钾中一种；
(6)将上述第5步处理过的液体再依次通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置进行过滤和吸附，所述的机械过滤中所用的滤料为石英砂、无烟煤和天然锰砂中之一或至少两种组合使用；
(7)将上述第6步过滤后的液体通过软化系统进行软化，所述的软化系统选用阳离子交换树脂；
(8)将上述第7步软化后的液体通过反渗透系统，所述的反渗透系统选用醋酸纤维膜或复合膜。
2、根据权利要求1所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，其特征在于：所述的混凝剂为氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝或铁铝合剂。
3、根据权利要求1所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，其特征在于：上述第5步中当氧化剂为双氧水时加入催化剂硫酸亚铁，催化剂的投加量为90～110mg/l。
4、根据权利要求1所述的一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺，其特征在于：上述第7步和第8步之间还插入一个超滤系统，对第7步软化后的液体进行处理，所述的超滤系统采用一种低压膜分离方式，截留分子量：150000；孔径：0.02-0.025μm；耐自由氯强度：5ppm(连续运行)；耐过氧化氢强度：200ppm(瞬时)；pH范围：2.0-13。
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