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印刷线路板厂有机显影废液处理工艺的工程调试研究

2015-05-25查红平何立发朱贵娥

环境科学导刊 2015年2期
关键词:铁碳板框线路板

查红平,尹 丽,何立发,朱贵娥

(1.红板(江西)线路板公司,江西吉安343100;2.井冈山大学生命科学学院,江西吉安343009)

印刷线路板厂有机显影废液处理工艺的工程调试研究

查红平1,尹 丽2,何立发1,朱贵娥1

(1.红板(江西)线路板公司,江西吉安343100;2.井冈山大学生命科学学院,江西吉安343009)

印刷线路板厂有机显影废液具有有机物含量高、成分复杂、难以生化降解等特点。采用酸析混凝-板框过滤-复合铁碳微电解-高级氧化-絮凝沉淀-SBR组合工艺处理该类废水,并通过实验调试确定最佳工艺参数,工程设计处理能力80m3/d,处理后废液CODCr从10000~15000mg/L降低至300mg/L以内,综合去除率达98%。

线路板;显影退膜废液;工程调试;研究

我国PCB产业经过20多年持续、快速的发展,已经成为世界PCB第一生产大国,占世界PCB产量的45%。PCB生产工艺复杂,要使用到多种不同性质的化工材料,导致产生的废水成分复杂,主要有清洗废水、络合废水、显影退膜废水、含镍废水等以及各类高浓度废液[1,2]。其中显影退膜废液来源于图形转移和涂覆显影等工序,是一种高浓度的碱性有机废水,COD浓度高达15000mg/L,远高于《GB 8978-1996污水综合排放标准》一级排放标准中COD的最高允许排放浓度。这些显影退膜废液如果不经过妥善处理就随意排放,势必会污染生态环境,危害人类健康[3-5],若预处理不当排入厂区污水处理厂影响后续处理效果,导致超标排放,尤其是目前实行《GB 2198-2008电镀污染物排放标准》中规定的50mg/L排放标准后更难达标排放。

目前,公司将这部分废液作为危险废物外运处理,处理费高达700元/t,公司每年需要花费800万元处置费。为降低公司运行成本,综合国内外处理显影退膜废液的主要方法有氧化法、生物处理法、过滤-吸咐法、酸化-凝聚法等,结合现场基础设施及研究基础,综合酸析混凝+板框过滤+复合铁碳微电解+Fenton高级氧化+絮凝沉淀+SBR工艺处理显影退膜废液,通过调试得到较理想的处理效果。

1 工程概况

本项目是针对东莞红板多层线路板有限公司显影、退膜等工序产生的高浓度碱性有机废液进行处理,降低废液CODCr,提高可生化性,系统设计处理能力为80m3/d。

1.1 废液水质

废液来源线路板厂每日显影退膜段换缸废液排放的综合调节池,为淡蓝色乳浊液,水质成份见表1。

表1 显影退膜废液处理系统进出水质 mg/L

1.2 工艺流程

工艺流程主要由酸析混凝+板框过滤+复合铁碳微电解+高级氧化+絮凝沉淀+SBR工艺组成。具体装置及工艺流程见表2和图1。

1.3 分析方法

pH采用玻璃电极法(GB/T 6920-1986)测定;CODCr采用重铬酸盐法(GB/T 11914-1989)测定;铜采用火焰原子吸收分光光度法 (GB/T 11912-1989)。

2 工程设计参数及工程调试效果

2.1 酸析及板框过滤

将线路板废碱液和废酸液分别收集在T-1A废酸收集池和T-1B废碱收集池;在酸析池T-2中将废碱液和废酸液按体积比1∶1混合至高液位浮球处,然后用硫酸调整pH至2.5~3.5,反应20min后加入10%聚合氯化铝溶液(PAC),搅拌反应20min,然后加入0.2%聚丙烯酰胺(PAM)至形成明显的絮凝体,搅拌反应10min后调小曝气量,检查板框压滤机是否装好滤布并保持运行压力,确认后开启T-2气动泵P-2a或P-2b将酸析池调理好的废液经板框压滤机压滤;滤液流入中间池T-3。

表2 主要构筑物尺寸和和结构形式

如图2所示,利用线路板行业高浓度有机废液的酸析特性[6],与线路板生产过程中产生的废酸液混合酸析,经板框压滤机压滤后,出水CODCr明显降低,从进水有机废液10000~15000mg/L、废酸500~800mg/L,到出水1500~2000mg/L,CODCr去除率达70%~80%。

2.2 高级氧化

高级氧化段包括复合铁碳微电解、二级Fenton氧化和絮凝沉淀三个流程。

酸析压滤排出的滤液流入中间槽T-3,用硫酸调节pH为2.5~3.0,将废水泵入铁碳微电解塔,同时开启鼓风机曝气进行微电解反应2~3h,曝气量按照气水比3~5为宜;通过铁碳微电解使难降解大分子有机物被分解为小分子有机物,提高其可生化性[7,8]。废水经微电解后流入二级Fenton氧化池T-5/6,在Fenton氧化池中利用微电解溶入的亚铁离子,配合添加硫酸亚铁、双氧水并用硫酸调节T-5池pH 2.5~3.5,T-6池pH 3~4,进行高级氧化3h以上,使有机物氧化去除部分CODCr,同时提高废水可生化性[9]。pH回调池T-7内pH为7.5~9;在絮凝池T-8投加0.2%的PAM,出水经斜管沉淀池固液分离。

对于线路板行业的CODCr含量为10000~15000mg/L的高浓度有机废液,在酸析之后,经上述铁碳微电解、Fenton氧化和絮凝沉淀三个流程处理后,排水可稳定在CODCr400~650mg/L,CODCr去除率高达65~75%,处理效果见图3。

2.3 SBR处理

生物法主要是利用微生物的新陈代谢,通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解污水中的有机物。前面的铁碳微电解和Fenton氧化能够将难降解大分子有机物氧化为易降解小分子有机物,提高生物处理效率。

完成SBR池进水之后,曝气4h,静置2h,再曝气4h,静置2h,之后将废水排放到企业综合废水处理系统。此过程能去除约50%~60%的CODCr,出水CODCr基本控制在300mg/L以内,便于进入企业综合废水处理系统处理后达标排放。

3 工程处理效果

工程处理效果见表3。

表3 工程处理效果 mg/L

4 结论

(1)酸析、板框压滤段:酸析池pH为3.0~3.5,10%的PAC的投加量为10 L/m3,0.2%的PAM的投加量为4~6L/m3,经板框过滤后CODCr去除率为70%~80%。

(2)高级氧化段:复合铁碳微电解塔进水pH为2.8~3.2,HRT 2~3 Hr,Fenton氧化系统1级pH为2.8~3.5,50%双氧水的投加量为5L/m3;2级氧化pH为3.0~4.0,10%硫酸亚铁投加量30L/m3;pH回调池pH为7.5~8.0;絮凝池0.2%的PAM投加量为10 L/m3,出水经斜管沉淀池固液分离,表面负荷1.5m3/Hr·m2;高级氧化阶段CODCr去除率为65%~75%左右。

(3)出水再进入SBR系统,曝气处理12h后,处理后废水CODCr的值降到300mg/L以下,排入综合污水进行深度处理。

(4)整个系统投资成本约80万元,系统CODCr去除率可以到达98%,吨水处理药剂费用50~70元,板框过滤膜渣约20kg/m3,显影退膜废液综合处理成本约120~150元/m3。在基本不影响现有废水设施水量、水质负荷压力的前提下,通过厂内预处理相较于外运处理,显著节约了企业的生产成本。

[1]陆金辉,游震中.线路板废水处理工程介绍 [J].给水排水,2002,28(4):29-31.

[2]林梓河.印制线路板废水处理的研究进展 [J].电镀与环保,2011,31(1):1-4.

[3]李桂新,高廷东.脱墨废水处理工程实例 [J].给水排水,2005,31(8):59-61.

[4]钟蕾.线路板废水处理技术[J].化学工程与装备,2012,8(8):205-208.

[5]王建芳,刘志刚,沈耀良,等.线路板园区综合废水碱法除铜优化实验[J].环境工程学报,2012,6(3):860-864.

[6]陶虎春,张琦,李绍峰.酸化-Fenton-混凝工艺处理印制电路板显影废水的研究[J].工业水处理,2009,29(11):18-21.

[7]张富有,李义连,江丽,等.铁炭微电解预处理电路板废水[J].环境污染与防治,2009,31(5):44-47.

[8]鲍旭平,李义久.印刷电路板显影废水处理研究 [J].工业水处理,2005,25(11):22-24.

[9]郭琳,查红平,尹丽,等.印刷线路板厂有机显影废水处理方法研究[J].井冈山大学学报:自然科学版,2011,32(1):62-66.

Comm issioning of Film Developing W astewater from Printed Circuits Board M anufacturer

ZHA Hong-ping1,YIN Li2,HE Li-fa1,ZHU Gui-er1
(1.Red Board(Jiangxi)LTD.,Ji’An Jiangxi343100,China)

The film developmentwastewater from printed circuits board production is complex and difficult to be degraded and contains high concentration of organic substances.The combined processingmethod of acidic coagulation-frame filter-interiormicroelectrolysis-high-level oxidation-flocculent settling-SBR was used to treat this kind ofwastewater.And the optimal technological conditionswere ascertained by experiments.The processing capacity is 80m3/d in engineering design.Under these conditions,the concentration of CODCrwas reduced from 10000-15000 mg/L to 300mg/L after treatment.The total CODCrremoval rate reached 98%.

printed circuits board;developing and stripping wastewater;processing;commissioning;study

X76

A

1673-9655(2015)02-0086-04

2014-08-21

江西省自然科学基金(20122BAB203029)。

查红平 (1983-),男,工程师,硕士,安徽巢湖人,研究方向为环境工程治理。

尹丽 (1983-),女,讲师,硕士,湖南衡山人,研究方向为环境化学。

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