CN212425687U - 一种电镀废水及pcb废水的高效预处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，该系统包括线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机、油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽；线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机依次经输送泵相连接；油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽依次经输送泵相连接；第一压滤机的液体输出端还连接有伸入高级氧化反应槽内的进料管。本实用新型在线路板酸性废水反应槽通过用铁粉置换铜得到海绵铜，提高了资源化利用水平；同时含铬废水、油墨废水通过利用酸性废水脱铜后废液中的亚铁离子进行分别除铬、高级氧化去除有机污染物，达到以废治废的目的，可减少后续的药剂添加量。

Description

一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业污水处理技术领域，具体是一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统。

背景技术

随着近年来我国生态与环保工作的开展，对于电镀及PCB线路板加工行业来说，政府开始对其所产生的电镀废水及PCB线路板废水(简称PCB废水)加大监管力度，而一般来说, 电镀及线路板加工企业一般相对比较分散，规模较小，尚未形成电镀入园的全覆盖，而每个电镀及线路板企业都配套建设污水处理设施，但是对于中小企业来说，水质的分类与组合不够科学，可以分类处理的废水未进行分类，资源化利用水平低，而可以进行预处理之后进行合并处理的废水却因为没有预处理设施，只能分开单独处理，废水处理药剂添加量大，成本高，很难做到污水回用。

对于部分电镀企业或电镀园区来说,电镀废水一般仅仅分为含铬、含氰以及混排废水这三种类型的废水。这种分类方法比较简单，而电镀生产涉及的工艺非常复杂,而且还有部分的含铜废水中含有较高浓度的有价金属铜，如果把含铜废水全部划入混排废水中,就很难回收这些有价金属，造成资源浪费，药剂消耗高，污水处理成本高，并且在污水处理中产生重金属污泥，重金属污泥需要额外的增加处理或转运成本，重金属污泥固化填埋处理则占用土地资源。

中国专利公开号为CN102372354A的专利文献中公开的《电镀废水分类处理循环利用方法》，把电镀废水分成:含镍废水、含铜废水、电镀含铬废水、含氰废水及前处理废水。该分类方法过于简单，很多重金属混合在一起，无法实现有效的分类，不利于有价金属铜的回收。

中国专利公开号为CN10873929A的专利文献中公开的《一种电镀废水预处理方法》，该方法虽然能在一定程度上减少后续的药剂添加成本，但是该方法只是简单的把电镀废水进行简单的过滤悬浮物，然后加入氢氧化镁或氢氧化铝作为中和剂，这样会额外的引入的镁和铝杂质，导致废水的镁盐累积，导致后续的膜系统处理压力大，易堵塞，氢氧化镁易导致污泥过滤效果差，增加了污水污泥的含水率。

综上所述，现有的技术中，传统的电镀废水及PCB废水的工艺中没有预处理措施或预处理措施相对简单等，容易导致在电镀及PCB的工业污水处理中，药剂量添加量高、金属无法回收循环利用、污水处理成本高等问题，而且无法实现以废治废的目的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，该系统通过对线路板酸性废水进行脱铜处理，回收有价金属铜，并得到带有亚铁离子的线路板酸洗废水压滤后液，然后利用线路板酸洗废水压滤后液、微蚀废液对电镀含铬废水、油墨废水进行预处理，可以减少后续污水处理的药剂添加量、降低投资成本、提高有价金属的资源化利用水平，并最终达到“以废治废”的目的。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，包括线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机、油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽；所述线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机依次经输送泵相连接；所述油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽依次经输送泵相连接；所述第一压滤机的液体输出端还连接有伸入高级氧化反应槽内的线路板酸性废酸压滤后液第二进料管；所述线路板酸性废水反应槽连接线路板酸性废水进料管、蒸汽管、药剂加料管，以及铁屑或铁粉加料管，线路板酸性废水反应槽的底部设有出料口；所述电镀含铬废水反应槽连接电镀含铬废水进料管、酸碱液加料管，电镀含铬废水反应槽的底部设有出料口；所述浓密机连接混凝剂或絮凝剂加料管，浓密机的底部设有底流排污管；所述油墨废水反应槽连接油墨废水进料管，以及微蚀废液或酸液加料管，油墨废水反应槽的底部设有油墨废水反应槽出料口；所述高级氧化反应槽连接双氧水进料管，高级氧化反应槽的底部设有高级氧化反应槽出料管。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽、电镀含铬废水反应槽、油墨废水反应槽以及高级氧化反应槽内均安装有搅拌装置。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽、高级氧化反应槽的顶部设有密封盖板，内侧壁设有3～4个对称设置的折流板。

本实用新型所述搅拌装置设置有搅拌轴以及固定在搅拌轴上的2～4层桨叶，搅拌轴底部距离反应槽内底200mm～600mm。

本实用新型所述蒸汽管的出口端距离线路板酸性废水反应槽内底400mm～1500mm，蒸汽管侧壁设置有开孔，孔径2～10mm。

本实用新型所述第一压滤机和第二压滤机的底部设有卸料斗，压滤机出液端经压滤机溜槽自流管连接压滤后液中间槽。

本实用新型所述浓密机的上部设置有溢流溜槽和溢流自流管，溢流自流管的一端与溢流溜槽相连接，另一端与溢流槽相连接。

本实用新型电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，能够解决现有电镀废水及PCB废水没有有效预处理措施而导致成本高、投资大、金属无法回收利用、无法以废治废的问题。

本实用新型预处理系统在线路板酸性废水反应槽中通过用铁粉置换铜得到海绵铜，提高了资源化利用水平；同时含铬废水、油墨废水通过利用酸性废水脱铜后废液中的亚铁离子进行分别除铬、高级氧化去除有机污染物，达到以废治废的目的，可减少后续的药剂添加量。

电镀废水中的六价铬主要以CrO₄ ^2-和Cr₂O₇ ^2-两种形式存在，在不同的pH值条件下，两种形式之间存在着转换平衡：

2CrO₄ ^2-+2H⁺＝Cr₂O₇ ^2-+H₂O

Cr₂O₇ ^2-+2OH^-＝CrO₄ ^2-+H₂O

由上式可以看出在酸性条件下，六价铬主要以Cr₂O₇ ^2-形式存在，在碱性条件下则以 CrO₄ ^2-形式存在，但是电镀电镀含铬废水一般pH都在3～5左右，以CrO₄ ^2-存在，其还原时通常pH控制在2.5～3之间，其还原剂一般为Na₂SO₃,因此需要额外的药剂，而且处理成本高。而本实用新型通过选用线路板酸性废水，加入废铁屑，把线路板酸性废水里的铜置换出来得到海绵铜，而铁和酸反应之后变成亚铁，亚铁作为还原剂把Cr₂O₇ ^2-还原成Cr³⁺，再加碱沉淀除去，不单可以节省药剂成本，还可以达到“以废治废”的目的，处理成本低，其反应方程式如下：

Fe+2H⁺→Fe²⁺+H₂↑

Fe+Cu²⁺→Fe²⁺+Cu

6Fe²⁺+Cr₂O₇ ^2-+14H⁺＝2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

2Cr³⁺+3OH^-＝Cr(OH)₃↓

油墨废水是由酸性树脂溶于碱性洗液形成的强碱性分散体系,在加入H₂SO₄后会发生亲电取代反应,H⁺取代了树脂中的Na⁺而使其中的高分子树脂脱稳而析出,其反应方程式如下所示：

RONa+H⁺→ROH↓+Na⁺

RCOONa+H⁺→ROOH↓+Na⁺

当废水的酸度不足时,树脂的凝聚速度较慢；而当酸度过高时易出现胶体再次稳定现象,不利于酸性树脂的析出。因此需要控制好酸度。

由于考虑到油墨废水水量不大、有机浓度高、成分复杂的特点,而且废水中的BOD/COD<0.3，生化性能较差，现有的技术一般采用排水管对油墨废水进行后续处理，除药剂成本高外，还需要单独设置排水管。而本实用新型选用微蚀废液进行酸析、线路板酸性废水预处理后液作为芬顿试剂中亚铁的替代进行高级氧化混凝法进行预处理,通过以废治废，减少药剂成本，减轻后续处理的负荷。

与现有技术相比，本实用新型电镀废水及PCB废水的高效预处理系统具有如下有益效果：

(1)通过对线路板酸性废水进行预处理，可以实现有价金属铜的回收，提高资源化利用水平。

(2)通过使用线路板酸洗废水预处理后液来处理电镀含铬废水，避免焦亚硫酸钠还原剂的加入，节省药剂成本，降低污水处理成本。

(3)通过对油墨废水的预处理，加入微蚀废液代替硫酸，节省硫酸和液碱的药剂消耗量，降低污水处理成本。

(4)通过使用线路板酸洗废水预处理后液来处理油墨废水，避免硫酸亚铁药剂的加入，节省药剂成本，降低污水处理成本。

(5)实现电镀废水及PCB废水的高效预处理，减少后续污水处理的药剂添加量、降低污水运行成本、提高有价金属的资源化利用水平、并最终达到“以废治废”的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统结构示意图。

图2是图1中的线路板酸性废水反应槽的立面示意图。

图3是图2的线路板酸性废水反应槽的俯视示意图。

图中：1-线路板酸性废水反应槽，1-1-线路板酸性废水进料管，1-2-蒸汽管，1-3-铁屑或铁粉加料管，1-4-药剂加料管，1-5-搅拌装置，1-6-密封盖板，1-7-折流板，1-8- 出料口，2-第一压滤机，2-1-第一压滤机进料管，2-2-第一压滤机卸料斗，2-3-线路板酸性废水压滤后液中间槽，2-4-第一压滤机溜槽自流管，3-电镀含铬废水反应槽，3-1-电镀含铬废水进料管，3-2-酸碱液加料管，3-3-电镀含铬废水反应槽出料口，3-4－线路板酸性废酸压滤后液第一进料管，4-浓密机，4-1-混凝剂或絮凝剂加料管，4-2-浓密机进料管， 4-3-溢流溜槽，4-4-底流排污管，4-5-溢流槽，4-6-溢流自流管，5-油墨废水反应槽，5-1- 油墨废水进料管，5-2-油墨废水反应槽出料口，5-3-微蚀废液或酸液加料管，6-第二压滤机，6-1-第二压滤机进料管，6-2-第二压滤机卸料斗，6-3-油墨废水压滤后液中间槽，6-4- 第二压滤机溜槽自流管，7-高级氧化反应槽，7-1-线路板酸性废酸压滤后液第二进料管， 7-2-油墨废水压滤后液进料管，7-4-双氧水进料管，7-5-高级氧化反应槽出料管，8-1- 第一输送泵，8-2-第二输送泵，8-3-第三输送泵，8-4-第四输送泵，8-5-第五输送泵，8-6- 第六输送泵；9-1-第一控制阀，9-2-第二控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1、图2和图3所示，本实用新型电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，包括线路板酸性废水反应槽1、第一压滤机2、电镀含铬废水反应槽3、浓密机4、油墨废水反应槽5、第二压滤机6、高级氧化反应槽7。

所述线路板酸性废水反应槽1的上部连接线路板酸性废水进料管1-1、蒸汽管1-2、药剂加料管1-4，以及铁屑或铁粉加料管1-3，线路板酸性废水反应槽1的底部设有出料口1-8，出料口1-8与第一压滤机2的进口之间经第一压滤机进料管2-1连接，第一压滤机进料管2-1上设有第一输送泵8-1。

所述第一压滤机2的底部设有第一压滤机卸料斗2-2，第一压滤机2的出液端经第一压滤机溜槽自流管2-4连接线路板酸性废水压滤后液中间槽2-3，线路板酸性废水压滤后液中间槽2-3的出口端经线路板酸性废酸压滤后液第一进料管3-4连接电镀含铬废水反应槽3的进口，线路板酸性废酸压滤后液第一进料管3-4上设有第二输送泵8-2以及第一控制阀9-1；第二输送泵8-2的出口端同时还连接伸入高级氧化反应槽7内的线路板酸性废酸压滤后液第二进料管7-1，线路板酸性废酸压滤后液第二进料管7-1上设有第二控制阀 9-2。

所述电镀含铬废水反应槽3的上部连接电镀含铬废水进料管3-1、酸碱液加料管3-2，电镀含铬废水反应槽3的底部设有电镀含铬废水反应槽出料口3-3，电镀含铬废水反应槽出料口3-3与浓密机4的进口之间由浓密机进料管4-2连接，浓密机进料管4-2上设有第三输送泵8-3。

所述浓密机4的上部连接混凝剂或絮凝剂加料管4-1，浓密机4的底部设有底流排污管4-4；浓密机4的上部侧边设置有溢流溜槽4-3和溢流自流管4-6，溢流自流管4-6的一端与溢流溜槽4-3相连接，另一端与溢流槽4-5相连接，溢流槽4-5的液体输送至线路板有机废水池(图中未示出)，进行后续处理。

所述油墨废水反应槽5的上部连接油墨废水进料管5-1，以及微蚀废液或酸液加料管 5-3，油墨废水反应槽1的底部设有油墨废水反应槽出料口5-2，油墨废水反应槽出料口5-2与第二压滤机6的进口之间由第二压滤机进料管6-1连接，第二压滤机进料管6-1上设有第四输送泵8-4。

所述第二压滤机6的底部设有第二压滤机卸料斗6-2，第二压滤机6的出液端经第二压滤机溜槽自流管6-4连接油墨废水压滤后液中间槽6-3，油墨废水压滤后液中间槽6-3的出口端经油墨废水压滤后液进料管7-2连接高级氧化反应槽7的进口，油墨废水压滤后液进料管7-2上设有第五输送泵8-5。

所述高级氧化反应槽7连接双氧水进料管7-4，高级氧化反应槽7的底部设有高级氧化反应槽出料管7-5，高级氧化反应槽出料管7-5上设有第六输送泵8-6。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽1、电镀含铬废水反应槽3、油墨废水反应槽 5以及高级氧化反应槽7内均安装有搅拌装置1-5；所述搅拌装置1-5设置有搅拌轴以及固定在搅拌轴上的2～4层桨叶，搅拌轴底部距离反应槽内底200mm～600mm。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽1、高级氧化反应槽7的顶部设有密封盖板1-6，内侧壁设有3～4个对称设置的折流板1-7，如图2、图3所示。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽1的蒸汽管1-2出口端距离线路板酸性废水反应槽内底400mm～1500mm，伸入槽内的蒸汽管1-2侧壁设置有开孔，孔径2～10mm。

本实用新型所述线路板酸性废水反应槽1的规格为直径

高h＝1500～8000mm、壁厚5～15mm，材质为碳钢或PP或不锈钢或玻璃钢。线路板酸性废水反应槽1内通过铁粉与铜离子的置换反应，把铜离子置换成单质铜，使铜得到资源化回收。

所述第一压滤机2过滤后得到海绵铜以及脱铜后带有亚铁离子的线路板酸性废水压滤后液，线路板酸性废水压滤后液可进一步用于含铬废水的预处理，通过利用线路板酸性废水压滤后液进行含铬废水的预处理，达到以废治废的目的。

所述浓密机4添加的混凝剂或絮凝剂为PAC或PAM，可以达到充分混凝沉淀，实现固液分离的效果。

所述油墨废水反应槽5通过使用微蚀废液代替硫酸进行酸析反应(不足部分再以硫酸代替)，可以减少硫酸的药剂使用量，降低污水处理工艺的药剂成本。

第一压滤机2和第二压滤机6可以实现固液有效分离，压滤渣通过卸料斗卸料后袋装外运。

所述高级氧化反应槽7通过利用线路板酸性废水压滤后液进行以废治废，并可以进一步降低硫酸亚铁的药剂成本。

本实用新型电镀废水及PCB废水的高效预处理系统的工作过程如下：

(1)按以下操作步骤对线路板酸性废水进行预处理：

步骤1：线路板酸性废水含铜：50-100mg/L，线路板酸性废水经线路板酸性废水进料管1-1进入线路板酸性废水反应槽1中，经铁屑或铁粉加料管1-3加入过量废铁屑，开启搅拌；

步骤2：通过蒸汽管1-2加入蒸汽直接加热并控制反应温度40℃～70℃，反应30min～60min；

步骤3：然后经第一压滤机2进行过滤，得到的滤液为线路板酸性废水预处理后液，将滤液送入线路板酸性废水预处理后液中间槽2-3，供电镀含铬废水预处理用；得到的固体为海绵铜，回收利用。

(2)按以下操作步骤对电镀含铬废水进行预处理。

步骤1：电镀含铬废水经电镀含铬废水进料管3-1进入电镀含铬废水反应槽3中，打开第一控制阀9-1加入线路板酸性废水预处理后液，开启搅拌；

步骤2：反应时间15min～40min，同时控制pH值至2.5～3；

步骤3：通过酸碱液加料管3-2添加质量浓度5％～10％的液碱至反应槽中进行除铬处理，并调节pH至7.5～9.5；然后进入浓密机4；

步骤4：在浓密机4中通过混凝剂或絮凝剂加料管4-1添加PAC、PAM混凝沉淀，再进行固液分离，固体委外处理，液体为电镀含铬废水预处理后液，合并进入外部的线路板有机废水池，进行后续处理。

(3)按以下操作步骤对油墨废水进行预处理：

步骤1：油墨废水经油墨废水进料管5-1进入油墨废水反应槽5中，通过微蚀废液或酸液加料管5-3加入浸出剂微蚀废液(不足部分以硫酸辅助)，调节pH值至3～5.5,搅拌 15～45min,静置15～30min后经第二压滤机6压滤，得到沉淀物和压滤液；

步骤2：将压滤液送入高级氧化反应槽7，并通过线路板酸性废酸压滤后液第二进料管7-1添加线路板酸性废水预处理后液，以及通过双氧水进料管7-4添加双氧水，搅拌 25～40min,然后调节pH值至6～9后进行沉淀过滤，沉淀后的上清液送入线路板有机废水池，进行后续处理；得到的固体委外处理。

综上所述，采用本实用新型预处理系统，与现有电镀废水及PCB废水没有有效预处理措施而导致成本高、投资大、金属无法回收利用、无法以废治废的技术方法相比(下面为试验结果及对比成本粗略计算)：

(1)可以实现有价金属铜的回收，提高资源化利用水平，经济效率增加3.5％以上。

(2)考虑扣除因铁带入导致污泥量增加的成本外，通过将线路板酸洗废水、微蚀废液、含铬废水进行预处理，以废治废，降低吨污水的处理成本15％以上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，该系统包括线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机、油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽；所述线路板酸性废水反应槽、第一压滤机、电镀含铬废水反应槽、浓密机依次经输送泵相连接；所述油墨废水反应槽、第二压滤机、高级氧化反应槽依次经输送泵相连接；所述第一压滤机的液体输出端还连接有伸入高级氧化反应槽内的线路板酸性废酸压滤后液第二进料管；所述线路板酸性废水反应槽连接线路板酸性废水进料管、蒸汽管、药剂加料管，以及铁屑或铁粉加料管，线路板酸性废水反应槽的底部设有出料口；所述电镀含铬废水反应槽连接电镀含铬废水进料管、酸碱液加料管，电镀含铬废水反应槽的底部设有出料口；所述浓密机连接混凝剂或絮凝剂加料管，浓密机的底部设有底流排污管；所述油墨废水反应槽连接油墨废水进料管，以及微蚀废液或酸液加料管，油墨废水反应槽的底部设有油墨废水反应槽出料口；所述高级氧化反应槽连接双氧水进料管，高级氧化反应槽的底部设有高级氧化反应槽出料管。

2.根据权利要求1所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述线路板酸性废水反应槽、电镀含铬废水反应槽、油墨废水反应槽以及高级氧化反应槽内均安装有搅拌装置。

3.根据权利要求1或2所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述线路板酸性废水反应槽、高级氧化反应槽的顶部设有密封盖板，内侧壁设有3～4个对称设置的折流板。

4.根据权利要求2所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述搅拌装置设置有搅拌轴以及固定在搅拌轴上的2～4层桨叶，搅拌轴底部距离反应槽内底200mm～600mm。

5.根据权利要求1所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述蒸汽管的出口端距离线路板酸性废水反应槽内底400mm～1500mm，蒸汽管侧壁设置有开孔，孔径2～10mm。

6.根据权利要求1所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述第一压滤机和第二压滤机的底部设有卸料斗，压滤机出液端经压滤机溜槽自流管连接压滤后液中间槽。

7.根据权利要求1所述电镀废水及PCB废水的高效预处理系统，其特征在于，所述浓密机的上部设置有溢流溜槽和溢流自流管，溢流自流管的一端与溢流溜槽相连接，另一端与溢流槽相连接。

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