TW201505975A

TW201505975A - 廢液處理方法、廢液處理系統及其設備

Info

Publication number: TW201505975A
Application number: TW102128356A
Authority: TW
Inventors: Ben-Wei Liao; wei-lin Li; Aiken Xian-Ming Hung; Chih-Feng Lin; Kuei-Yung Chen; George Qiao-Qi Hsu; Ca-Wow Cheng
Original assignee: Unimicron Technology Corp
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-16

Abstract

　　一種印刷電路板製程之廢液處理方法，係先於該廢液中加入含鈣液體以形成混合液，再進行化學混凝作業以移除該混合液中之懸浮物，故不需使用酸性物質析出懸浮物，因而能降低廢液處理之成本。本發明復提供廢液處理系統及其設備。

Description

廢液處理方法、廢液處理系統及其設備

　　本發明係有關於一種廢液處理方法，尤指一種印刷電路板製程之廢液處理方法。

　　現今社會工商業蓬勃發展，人們對於電子產品的需求與日俱增，因而使電子產品中必備的印刷電路板之需求量也急速成長。在印刷電路板的生產過程中有多道水洗製程，會產生酸性廢水、鹼性廢水、顯影廢液、剝膜廢液及去墨廢液，其中在顯影、剝膜及去墨等製程中所產生的廢液中含有大量有機污染物。隨著社會生活水準的提高、環保意識抬頭，這些工業廢水的處理漸漸成為社會關注的環境議題。

　　請參閱第1圖，對於顯影、剝膜及去墨等製程，習知廢液處理之流程係先進行酸化作業之步驟S11，係於廢液中添加硫酸（H₂ SO₄ ），以酸化廢液；接著，進行初次沉澱之步驟S12，以還原部分油墨樹脂並沉澱，而去除沉澱物；之後，經由調勻池後，進行化學混凝作業之步驟S13，其利用混凝劑及高分子聚凝劑去除液中分散且不易沉降的懸浮固體物，例如，於該經去除沉澱物之廢液中加入混凝劑（如FeCl₂ 與聚合氯化鋁（Polyaluminium Chloride, PAC））、助凝劑(即高分子聚凝劑)及還原劑（如45％NaOH），以進行二次沉澱之步驟S14，藉以去除廢液中之銅（Cu^＋2 ）與化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）；最後，依序進行壓濾作業與酸鹼中和之步驟S15,S16，係先移除有害污泥，待調整該經處理之廢水的pH值後，再放流廢水。

　　於上述習知處理廢液之方法中，對於去除廢液中有機污染物的主要步驟係為酸化作業，其藉由將廢液的pH值調整至約3的情況下，使廢液中之有機鹽類的溶解度下降，進而析出約62%之有機懸浮顆粒。

　　然而，剝膜及去墨製程中所產生之廢液係為高鹼性廢液，因此為了使廢液達到可析出有機懸浮顆粒的酸性環境，需添加大量的硫酸以進行酸化作業，因而造成處理廢液所需之成本難以降低。

　　再者，於化學混凝作業之步驟S13中，需使用大量NaOH作為還原劑，亦使處理廢液所需之成本難以降低。

　　因此，如何克服習知處理污水的方法之種種缺失，實已成為目前亟欲解決的課題。

　　有鑒於習知技術之種種缺失，本發明提供一種印刷電路板製程之廢液處理方法，係包括：於該廢液中加入含鈣液體，以形成混合液；以及進行化學混凝作業，以移除該混合液中之懸浮物。

　　本發明復提供一種印刷電路板製程之廢液處理系統，係包括：供應設備，具有一用以填裝該含鈣粉體之供料槽；以及混合設備，係用以接收該廢液及該含鈣液體，以製成由該廢液與該含鈣液體所形成之混合液。

　　本發明亦提供一種供應設備，係用於印刷電路板製程之廢液處理系統中，該供應設備包括：供應裝置，係用以供應含鈣粉體；以及乳化裝置，係連通該供應裝置以將該含鈣粉體調配成含鈣液體。

　　由上可知，本發明之廢液處理方法、廢液處理系統及其設備，藉由添加含鈣液體，使鈣離子置換廢液中的鈉離子，並使廢液中所含之有機污染物沉澱，藉以取代習知以酸化析出有機污染物之方法。

　　因此，本發明之廢液處理方法不需耗費大量的硫酸以析出有機懸浮顆粒，故能降低處理廢液所需之成本。

　　再者，本發明之廢液處理方法亦不需使用大量NaOH作為還原劑，詳如後續，故亦能降低處理廢液所需之成本。

3‧‧‧處理系統

30,4‧‧‧供應設備

30a‧‧‧第一路線

30b‧‧‧第二路線

300‧‧‧預拌器

31‧‧‧過濾設備

32‧‧‧混合設備

32a‧‧‧第三路線

32b‧‧‧第四路線

320‧‧‧攪拌器

33‧‧‧集中設備

40‧‧‧供應裝置

40a,41a,41b‧‧‧輸出口

400‧‧‧供料槽

401‧‧‧真空輸送機

402‧‧‧外部供應處

41‧‧‧混合裝置

410‧‧‧配置槽

411‧‧‧預拌器

42‧‧‧乳化裝置

420‧‧‧儲存槽

421‧‧‧攪拌乳化器

S11~S16,S21~S27‧‧‧步驟

　　第1圖係顯示習知廢液處理方法的流程圖；

　　第2圖係顯示本發明之廢液處理方法的流程圖；

　　第3圖係顯示本發明之廢液處理方法之部分處理系統的示意圖；以及

　　第4圖係顯示第3圖之處理系統之部分設備的示意圖。

　　以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

　　須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「鹼性」及「中」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

　　第2圖係本發明之廢液處理方法的流程圖。於本實施例中，所述之廢液係為剝膜製程及去墨製程所產生之廢液。

　　於步驟S21中，進行鹼化作業，即於廢液中混合含鈣液體。

　　於本實施例中，該廢液中含有碳酸氫鈉(NaHCO₃ )，且該含鈣液體為石灰乳，該石灰乳係由氫氧化鈣（Ca(OH)₂ ）與水所組成，以該石灰乳之總體積計，該氫氧化鈣之含量為5至10wt%。

　　再者，於廢液中添加飽和過量之氫氧化鈣進行攪拌，且利用鈣離子活性大於鈉離子之特性，得以產生置換反應（如下化學式），即鈣離子將鍵結碳氫化合物以置換碳酸氫鈉中的鈉離子而形成碳酸鈣或氧化鈣錯合物。

　　NaHCO₃ +Ca(OH)₂ →NaOH+CaCO₃ +H₂ O

　　藉此設計取代習知酸化作業，以提升廢液之鹼度，且可將NaOH導入後續化學混凝作業中作為還原劑，以降低原先習知添加NaOH之使用量。

　　再者，所述之鹼化作業一般係採用乾投法及濕投法。乾投法係直接將石灰粉添加於廢水中混合處理，但因化學反應時間差之緣故而容易造成反應不均及於廢水處理槽之底部沉積形成氫氧化鈣結晶等問題。濕投法係將石灰粉乳化成液體，再與廢液混合，故化學反應快速且可避免廢水處理槽發生沉積之問題。

　　於步驟S22,S23中，進行第一次沉澱作業與過濾作業，以去除廢液中之懸浮固體（suspended solids, SS）。

　　於本實施例中，係利用攪拌該混合液，以拌出部分如膠體及顆粒狀物質之懸浮固體，再使該些膠體及顆粒狀物質沉澱，以過濾移除該些懸浮固體，而得到能直接回收作為廢水廠用之鹼性溶液（如第3圖所示之供應設備30或如第4圖所示之配置槽410）之溶液。

　　於步驟S24中，該過濾後之廢水經由調勻池整治後，進行化學混凝作業，其利用混凝劑及高分子聚凝劑去除液中分散且不易沉降的懸浮固體物。

　　於本實施例中，於該經去除懸浮固體之廢液中加入混凝劑（如FeCl₂ 與聚合氯化鋁（Polyaluminium Chloride, PAC））、助凝劑（如polymer）及還原劑（如NaOH），其中，可將鹼化步驟21中之NaOH導入以作為還原劑，再視需求添加NaOH之使用量，藉以減少NaOH之使用量，而能降低處理廢液所需之成本。

　　於步驟S25中，進行第二次沉澱，以去除廢液中之銅（Cu^＋2 ）與化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）。

　　於步驟S26中，係進行壓濾作業，以移除有害污泥，即分離廢液中之有機污染物，而得到有機污染物之含量低於標準值之溶液，之後放流廢水。

　　另外，亦可選擇性進行步驟S27之酸鹼中和，以調整該經處理之廢水的pH值，再放流廢水。

　　第3圖係為用以進行步驟S21-S23之處理系統3之示意圖，且本發明之處理系統3係針對濕投法之流程所配置設計。如第3圖所示，該處理系統3係包括：用以供應含鈣液體之一供應設備30、用以接收廢液及該含鈣液體之一混合設備32、連通該混合設備32之一過濾設備31以及連通該過濾設備31之一集中設備33。

　　於本實施例中，該處理系統3係可為於一般石灰處理設備中增設廢液混合處理功能。

　　所述之供應設備30係具有一預拌器300，以將石灰粉（由第一路線30a輸入）與液體（由第二路線30b輸入）混合攪拌製作成如石灰乳之含鈣液體。

　　所述之混合設備32係具有一攪拌器320，以攪拌來自顯影、剝膜及去墨等製程中之廢液（由第三路線32a輸入）與含鈣液體（由第四路線32b輸入）所形成之混合液，藉以拌出部分如膠體及顆粒狀物質之懸浮固體。

　　所述之過濾設備31係用以過濾該混合設備32中之懸浮固體，以將能直接作為廢水廠用之鹼性溶液的液體存放於該集中設備33。

　　所述之集中設備33係存放來自該過濾設備31之液體，且可將其內之液體輸送至供應設備30（即該第二路線30b、或第4圖所示之配置槽410）或輸送至進行化學混凝作業之設備。

　　第4圖係為第3圖之供應設備之較佳實施例。如第4圖所示，該供應設備4係包括：一供應裝置40、連通該供應裝置40之一混合裝置41、以及連通該混合裝置41之一乳化裝置42。

　　所述之供應裝置40係具有一供料槽400及一真空輸送機401，該供料槽400中係填裝有生石灰（CaO），且該真空輸送機401係連通於該供料槽400之頂側以輸送該生石灰至該混合裝置41。

　　於本實施例中，生石灰係為粉體結構，其物理特性為密度大、質量輕，因而容易受氣流影響飄散，故石灰粉放置於該供料槽400中容易相互擠壓而呈夯實結構（如塊狀），且若該供料槽400之輸出口位於底側（如圖中之假想輸出口40a），則石灰粉體會產生架橋作用而使粉體無法輸送因而造成斷料之情況。因此，架設該真空輸送機401於該供料槽400之頂側，以吸引該供料槽400內之石灰粉，待該供料槽400內之粉體受真空吸力輸出後（如圖中之箭頭方向），位於該供料槽400上側之外部供應處402內之石灰粉可自行掉落至該供料槽400內，使該供料槽400內不會形成架橋現象，且該供料槽400內之石灰粉亦不會因過多粉體之重力擠壓而呈塊狀。

　　於其它實施例中，亦可不裝設該真空輸送機401，而由該供料槽400之底側輸出口40a進行生石灰之輸送。

　　所述之混合裝置41係具有一配置槽410及一預拌器411。一般形式的攪拌機係將輸出口設於槽底（如圖中之假想輸出口41b），故沉積之粉體容易阻塞輸出口41b，因此，該配置槽410係將輸出口41a設於上側，以確保液體輸送之順暢。

　　再者，該生石灰（CaO）具有不溶解特性，其反應係於分子式之變化，但物理型態不變，如下化學式，故該預拌器411係用機械攪拌或水泵循環攪拌，以減少空氣融入水中，而防Ca(OH)₂ 產生沉澱。

　　CaO+2H₂ O→Ca(OH)₂ +H₂ O

　　於其它實施例中，亦可不裝設該預拌器411，而採用曝氣方式以擾動水與石灰的反應，但曝氣方式會將空氣中的CO₂ 導入，使CO₂ 與Ca(OH)₂ 結合，形成硬化的CaCO₃ 沉積物，如下化學式，故較不建議。

　　Ca(OH)₂ +CO₂ +H₂ O→CaCO₃ +2H₂ O

　　所述之乳化裝置42係具有一儲存槽420及一攪拌乳化器421。一般形式的攪拌機之葉片設計僅能將液體朝左旋轉或朝右旋轉，因而無法阻擋粉體沉澱，故容易沉積過多粉體於攪拌機之葉片、攪拌機之底部或其它結構上，導致攪拌機之葉片卡死、馬達燒毀等問題。該攪拌乳化器421係具有多方向之攪拌功能，如垂直攪拌及水平攪拌，使該石灰乳於該儲存槽420中能朝非固定方向流動（如圖中箭頭方向），不僅能避免粉體沉澱於該儲存槽420之槽底，且更能避免粉體的慢速沉積而導致攪拌乳化器421之葉片卡死、馬達燒毀等問題。

　　該供應設備4於運作時，石灰粉會先於該配置槽410內先消解成濃度40至50wt%氫氧化鈣溶液（即前置溶液），再輸送至該儲存槽420，經該攪拌乳化器421攪拌配成濃度5至10wt%的氫氧化鈣乳液。

　　再者，於短時間停止添加石灰乳至該混合設備32時，氫氧化鈣乳液可於處理系統3內循環，不易堵塞。

　　又，該配置槽410及該儲存槽420不宜用壓縮空氣攪拌，因氫氧化鈣乳液與空氣中之CO₂ 會產生CaCO₃ 之沉澱，不僅浪費氫氧化鈣乳液，且容易造成堵塞。

　　另外，亦可於該混合裝置41中進行乳化作業，亦即不須設置該乳化裝置42，只要能攪拌配成濃度5~10%的氫氧化鈣乳液即可。或者，設置該乳化裝置42，而不設置該混合裝置41。

　　本發明之處理系統3或供應設備4均採用自動化，以減輕人工負荷。例如，集中設備33內之pH值低於設定值時，含鈣液體將啟動添加至混合設備32，而當pH值恢復至設定值時，則停止添加動作。

　　再者，該供應設備4,30之各槽內可保持一定之液位，以防止含鈣液體斷料之情況發生。

　　又，該供應設備4,30（或配置槽410、儲存槽420）內之用水來源係來自步驟S23（或該過濾設備31處理）之廢水，以進行含鈣液體之配置，故能減少用水來源，以符合環保概念。

　　綜上所述，本發明之廢液處理方法及其系統，係藉由鹼化作業，以於廢液中產生NaOH，不僅能作為化學混凝作業之還原劑，且能回收再利用作為鹼化作業之含鈣液體之成份，故能有效降低處理廢液所需之成本。

　　上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

S21~S27‧‧‧步驟

Claims

一種印刷電路板製程之廢液處理方法，係包括：
　　於該廢液中加入含鈣液體，以形成混合液；以及
　　進行化學混凝作業，以移除該混合液中之懸浮物。
如申請專利範圍第1項所述之廢液處理方法，其中，該廢液中係含有碳酸氫鈉，且該含鈣液體係含氫氧化鈣。
如申請專利範圍第2項所述之廢液處理方法，其中，該含鈣液體中之氫氧化鈣之含量為5至10wt%。
如申請專利範圍第1項所述之廢液處理方法，其中，該化學混凝作業係於該混合液中加入混凝劑、助凝劑及還原劑。
如申請專利範圍第4項所述之廢液處理方法，其中，該混凝劑係為FeCl₂ 與聚合氯化鋁，且該還原劑係為NaOH。
如申請專利範圍第1項所述之廢液處理方法，復包括於進行化學混凝作業前，先對該混合液進行沉澱作業與過濾作業。
如申請專利範圍第6項所述之廢液處理方法，其中，於進行過濾作業後，將部分該混合液回收，以作為製作該含鈣液體之成份。
如申請專利範圍第1項所述之廢液處理方法，復包括於進行化學混凝作業後，對該混合液依序進行沉澱作業與壓濾作業。
一種印刷電路板製程之廢液處理系統，係包括：
　　供應設備，係用以供應含鈣液體；以及
　　混合設備，係用以接收該廢液及該含鈣液體，以製成由該廢液與該含鈣液體所形成之混合液。
如申請專利範圍第9項所述之廢液處理系統，其中，該供應設備係具有預拌器，以將石灰粉與液體混合攪拌製作成該含鈣液體。
如申請專利範圍第9項所述之廢液處理系統，其中，該混合設備係具有攪拌器，以攪拌該混合液。
如申請專利範圍第9項所述之廢液處理系統，復包括過濾設備，係連通該混合設備，以過濾該混合液中之懸浮固體，以將過濾後之液體回收供作該含鈣液體之製作成份。
一種供應設備，係用於印刷電路板製程之廢液處理系統中，該供應設備包括：
　　供應裝置，具有一供料槽，係用以填裝含鈣粉體；以及
　　乳化裝置，係連通該供應裝置以將該含鈣粉體調配成含鈣液體。
如申請專利範圍第13項所述之供應設備，其中，該供應裝置復具有真空輸送機，其連通該供料槽之頂側，俾以真空吸引力輸送該含鈣粉體至該乳化裝置。
如申請專利範圍第13項所述之供應設備，其中，該乳化裝置係具有攪拌乳化器，其能產生多方向攪拌。
如申請專利範圍第13項所述之供應設備，復包括混合裝置，係連通該供應裝置與該乳化裝置，以將該含鈣粉體調配成該含鈣液體之前置溶液，並於該乳化裝置將該前置溶液調配成濃度5至10wt%的含鈣液體。
如申請專利範圍第16項所述之供應設備，其中，該混合裝置係具有配置槽，且該配置槽連通該乳化裝置之位置係於該配置槽之底部或該配置槽之上側，以輸送該前置溶液至該乳化裝置。
如申請專利範圍第16項所述之供應設備，其中，該混合裝置係具有預拌器，且該預拌器係為機械攪拌式或水泵循環攪拌式，用以攪拌該前置溶液。