CN215627329U - 一种电路板蚀刻废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电路板(PCB)领域，具体涉及一种电路板蚀刻废水处理装置，包括：浓液灌，其被配置用于收集蚀刻废水；除铜设备，被配置用于去除蚀刻废水中的铜离子；还包括无铜水罐、调整槽、电解槽、盐槽和碱槽，本申请的蚀刻废水处理装置能够在前端进行除铜，后端进行电解除氨氮，根据两种处理方式的高效处理过程中不同的PH值要求进行设计，其效果优于常规的除铜除氨氮的一体式设计。

Description

一种电路板蚀刻废水处理装置

技术领域

本实用新型属于电路板(PCB)领域，具体涉及一种电路板蚀刻废水处理装置。

背景技术

PCB(Printed CircuitBoard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。

PCB的生产工序达20多道，多数工序会产生废液，其中蚀刻废液(氨氮废水)是PCB生产过程中产生的主要废液。国内外目前在PCB蚀刻废液的处理方法大多采用中和沉淀法、电解法、氧化还原法、蒸发结晶法、溶剂萃取法等。

中和沉淀法作为蚀刻废液处理的主干流程，存在酸或碱耗量大，处理成本很高，致使一些企业的废液处理站形同摆设，且去除重金属后仍有严重的氨盐污染。

溶剂萃取法处理PCB蚀刻废液可以在回收铜的同时回用蚀刻剂，有分离效果好、试剂消耗少、生产率大、直收率高和二次污染少等优点。但适宜的萃取剂和萃取工艺的研究才刚开始。

电解法、氧化还原法、蒸发结晶法等处理方法虽然可回收铜等金属，但都存在需要消耗大量试剂、处理成本高(大多在20～30元/吨)、回收的铜纯度不高、无法回收氨，处理后的废水不能回用只能排放等缺点，经济效益不显著，并不同程度地存在着二次污染严重问题。目前来说，电解法应用十分广泛，行业内对该技术一直不断的进行探索。

现有技术中，均采用的是除铜铜氨氮一体化设计，除铜和除氨氮效果难以同时达到环保要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电路板蚀刻废水处理装置，该设备能够在前端处理过程高效除铜，在后端处理过程高效除氨氮，相比于现有技术，能够达到更好的环保效果和节省成本的目的。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电路板蚀刻废水处理装置，包括：

浓液灌，其被配置用于收集蚀刻废水；

除铜设备，被配置用于去除蚀刻废水中的铜离子，其包括多块并行设置的电极板、阳极板、阴极板和整流器，在调整蚀刻废水的PH值达到设定范围内后进行循环除铜操作，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述除铜设备的上端通过接口连接废气塔，下端通过接口连接曝气管、盐槽和碱槽；所述除铜设备还设置有内循环结构，所述内循环结构包括两个球阀和一个循环泵；所述浓液灌和除铜设备之间设置两个球阀，所述两个球阀之间设置隔膜泵；

无铜水罐，其输入端连接除铜设备，经除铜设备处理过的蚀刻废水存储在所述无铜水罐中，所述无铜水罐的输出端连接调整槽；

调整槽，被配置用于调整蚀刻废水的PH值，在所述无铜水罐和调整槽之间设置两个球阀、流量泵和流量计，流量泵设置在两个球阀之间；所述调整槽的上端还设置有接口分别连接盐槽和碱槽，用于向调整槽中添加盐和碱；所述调整槽、盐槽和碱槽分别连接曝气管；所述盐槽和碱槽还分别连接自来水管；

控制器，其包括存储器，所有的流量计均信号连接所述控制器；

电解槽，包括槽体、阳极板、阴极板和至少一个电极板，所述电解槽用于通过电解将氨氮电解转化为氮气，所述调整槽与电解槽之间设置两个球阀、隔膜泵和流量计，隔膜泵设置在两个球阀之间；所述电解槽的上表面还设置排气口连接废气塔，下表面设置排放口和排污口；电解槽的具体反应过程如下：

(1)氨直接被氧化成氮气脱除NH₃+3OH-→1/2N²+3H₂O+2e-

(2)氨间接电氧化，通过电极反应生成氧化性物质，该物质再与氨反应，从而使氨降解、脱除。

通常往废水中加入一定量的食盐，使溶液的导电性增加，Cl-在阳极放电，产生氯氧化剂，强化阳极的氧化作用，从而提高去处效果，其中因前端电解需投加电解质物质，进入生化前需经过与其他低电导率废水均化水质或沉淀降低电导率物质，其反应过程如下：

2CL-→CL₂+2e

2NaCL+2H₂O电2NaOH+H₂+CL₂

CL₂+H₂O→HOCL+H++CL

CL₂+2NaOH→NaCL+NaCLO+H₂O

2NH4++3HOCL→N₂+3H2O+5H++3CL 3NaClO+2NH3→N₂+3NaCL+H₂O。

所述废气塔中输入自来水和碱处理废气；

优选的，所述除铜设备通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入 NaOH调节PH在8-9之间后，通过所述内循环结构进行除铜。

优选的，所述调节槽通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH 调节PH在11-12之间后，将蚀刻废水输入至电解槽中。

优选的，所述电解槽的电解电流设定在200A-220A范围内，所述电解槽的阳极板电压设定在3-5V范围内。

优选的，所述除铜设备中的电极板为钌铱电极板。

本实用新型的有益效果：1、在前端进行除铜，后端进行电解除氨氮，根据两种处理方式的高效处理过程中不同的PH值要求进行设计，其效果优于常规的除铜除氨氮的一体式设计；2、在除铜设备中设置了内循环处理结构，极大的减少了废水中的含铜量；3、整个方案未采用成本高昂的装备，具有成本低廉的效果，有利于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实用新型的电路板蚀刻废水处理装置的主视图；

图2所示为本实用新型的电路板蚀刻废水处理装置的俯视图；

图3所示为本实用新型的电路板蚀刻废水处理装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1至图3所示的电路板蚀刻废水处理装置，包括：浓液灌1，其被配置用于收集蚀刻废水；除铜设备2，被配置用于去除蚀刻废水中的铜离子，其包括多块并行设置的电极板、阳极板、阴极板和整流器，在调整蚀刻废水的PH值达到设定范围内后进行循环除铜操作，除铜设备2中的电极板为钌铱电极板，整流器用于将交流电转化为直流电。

作为优选实施方式，除铜设备通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH调节PH在8-9之间后，通过所述内循环结构进行除铜。

除铜设备的反应过程，阴极反应：金属离子在阴极处获得电子以形成金属 Me+(aq)+e→Me(s)；

阳极反应：从阴极获得的电子需要通过来自阳极失去的电子来平衡。

事实上，阳极中有几种可能的反应，例如2H₂O-O2(g)+4H++4e，当电解质中的金属浓度降低时，难以确保金属在阴极处还原而没有其它反应。

低金属浓度下最容易发生的化学反应是氧的产生，如下：2H+(aq)+2e-。浓液灌和除铜设备之间设置两个球阀，所述两个球阀之间设置隔膜泵，打开球阀后，通过隔膜泵将蚀刻废水引入到除铜设备。除铜设备2的上端通过接口连接废气塔，将废气通过废气塔排出，除铜设备的下端通过接口连接曝气管、盐槽和碱槽。

所述除铜设备2还设置有内循环结构，所述内循环结构包括一个球阀、一个循环阀和一个循环泵；在进行内循环的前需要关闭无铜水罐前的球阀，然后通过循环泵使得除铜设备2内的蚀刻废水进行内部循环，通过除铜设备的内循环结构控制蚀刻废水在2000ppm氨氮浓度、50ppm铜含量，同时投加碱源，以增强电导率的电解作用下，其中的铜离子在阳极、阴极被还原为铜单质，铜质絮凝絮凝物沉淀于电解槽内不附着于电解板上，保障铜含量物质大幅度降低，铜物质絮凝沉淀物质将通过每周保养清洗排至综合废水收集处置。

进一步的，从除铜设备2排出的氨氮废水进入无铜水罐3，经除铜设备处理过的蚀刻废水存储在所述无铜水罐3中，所述无铜水罐3的输出端连接调整槽4。

进一步的，从无铜水罐3排出的氨氮废水进入调整槽4，调整槽4被配置用于调整蚀刻废水的PH值，此目的在于初步调节适合电解槽5电解的浓度，增强电解效果。

优选的，在无铜水罐3和调整槽4之间设置两个球阀、一个流量泵和一个流量计，流量泵设置在两个球阀之间；调整槽的上端还设置有接口分别连接盐槽和碱槽，用于向调整槽中添加盐和碱，用于进一步调节适合的电解质的浓度；所述调整槽、盐槽和碱槽分别连接曝气管；所述盐槽和碱槽还分别连接自来水管。

本实施方式的电解槽5，包括槽体、阳极板、阴极板和至少一个电极板，所述电解槽5用于通过电解将氨氮电解转化为氮气，所述调整槽4与电解槽5之间设置两个球阀、隔膜泵、流量计和氨氮浓度检测装置，隔膜泵设置在两个球阀之间；所述电解槽5的上表面还设置排气口连接废气塔6，下表面设置排放口和排污口。

废气塔6中输入自来水和碱处理废气，将收集的废气进一步处理成达标的气体排出。

在一些实施例中，所述除铜设备2通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH调节PH在8-9之间后，通过所述内循环结构进行除铜。

在一些实施例中，所述调节槽4通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH调节PH在11-12之间后，将蚀刻废水输入至电解槽5中。

在一些实施例中，所述除铜设备2中的电极板为钌铱电极板。

在一些实施例中，电极板的间隔宽度t在0.1～4cm之间。

事实上，电解的电流和电压均会对电解效率产生影响，在一定范围内，电流升高和电压升高，电解效率高，但如果超出一定范围，再增加电压或电流，这样电解的效率提高就不够明显，而且槽电压进一步升高，导致电耗增大，槽温升高，反过来影响电解效率。

在一些实施例中，电解槽的电解电流设定在200A-220A范围内，所述电解槽的阳极板电压设定在3-5V范围内。

通过调整槽4对蚀刻废水进行电解，将氨氮转化为氮气和少量氢气，废水中氨氮浓度得以大幅下降。本实用新型的蚀刻废水处理装置能实现降低生化池的处理负荷、有效减小废水站的总氮、氨氮处理达标压力，电解过程中产生的废气将布置废气管道抽至废气塔，电解后氨氮废水降至50ppm左右排入综合废水集水池，达到环保要求后即可参与废水处理系统。

本实用新型的有益效果：1、在前端进行除铜，后端进行电解除氨氮，根据两种处理方式的高效处理过程中不同的PH值要求进行设计，其效果优于常规的除铜除氨氮的一体式设计；2、在除铜设备中设置了内循环处理结构，极大的减少了废水中的含铜量；3、在进行电解之前通过调节槽调整电解质的浓度，显著提高了电解处理效果，优化了排污效果；4、整个方案未采用成本高昂的装备，具有成本低廉的效果，有利于推广。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (5)

1.一种电路板蚀刻废水处理装置，包括：

浓液灌(1)，被配置用于收集蚀刻废水；其特征在于，所述处理装置还包括：

除铜设备(2)，被配置用于去除蚀刻废水中的铜离子，其包括多块并行设置的电极板、阳极板、阴极板和整流器，在调整蚀刻废水的PH值达到设定范围内后进行循环除铜操作；所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述除铜设备的上端通过接口连接废气塔(6)，下端通过接口连接曝气管、盐槽和碱槽；所述除铜设备还设置有内循环结构，所述内循环结构包括球阀、循环阀和循环泵；所述浓液灌和除铜设备之间设置两个进水阀，所述两个进水阀之间设置隔膜泵；

无铜水罐(3)，其输入端连接除铜设备(2)，经除铜设备(2)处理过的蚀刻废水存储在所述无铜水罐(3)中，所述无铜水罐(3)的输出端连接调整槽(4)；

调整槽(4)，被配置用于调整蚀刻废水的PH值，在所述无铜水罐(3)和调整槽(4)之间设置两个球阀、流量泵和流量计，流量泵设置在两个球阀之间；所述调整槽(4)的上端还设置有接口分别连接盐槽和碱槽，用于向调整槽中添加盐和碱；所述调整槽(4)、盐槽和碱槽分别连接曝气管；所述盐槽和碱槽还分别连接自来水管；

电解槽(5)，包括槽体、阳极板、阴极板和至少一个电极板，所述电解槽(5)用于通过电解将蚀刻废水电解转化为氮气，所述调整槽(4)与电解槽(5)之间设置两个球阀、隔膜泵和流量计，隔膜泵设置在两个球阀之间；所述电解槽的上表面还设置排气口连接废气塔(6)，下表面设置排放口和排污口；电解槽(5)和调整槽(4)之间还设置氨氮浓度检测装置；

所述废气塔中输入自来水和碱处理电解槽电解产生的废气；

所述电路板蚀刻废水处理装置还包括控制器，所述控制器包括存储器，所述氨氮浓度检测装置和所有的流量计均信号连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的电路板蚀刻废水处理装置，其特征在于：所述除铜设备(2)通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH调节PH在8-9之间后，通过所述内循环结构进行除铜。

3.根据权利要求1或2所述的电路板蚀刻废水处理装置，其特征在于：所述调整槽(4)通过盐槽调节NaCl浓度至目标值和通过碱槽输入NaOH调节PH在11-12之间后，将蚀刻废水输入至电解槽中。

4.根据权利要求1或2所述的电路板蚀刻废水处理装置，其特征在于：所述电解槽(5)的电解电流设定在200A-220A范围内，所述电解槽(5)的阳极板电压设定在3-5V范围内。

5.根据权利要求1或2所述的电路板蚀刻废水处理装置，其特征在于：所述除铜设备(2)中的电极板为钌铱电极板。

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