PCB污水处理
前序:废水来源及水质
印制线路板(Printed Circuit Board,简 称 为 PCB)废水按照主要污染物的不同一般可分为清洗废水、
油墨废水、络合废水、浓酸废液、浓碱废液等废水种类,其油墨废水主要来源于线路板生产过程中网
印、显影、剥膜等工序。PCB油墨废水是一种高浓度的有机废水,其CODcr通常为5000-10000mg/L,有的可高达20000mg/L,SS约为800-1200mg/L,PH值一般呈碱性,废水颜色为深蓝色,该类废水约占PCB废水总水量的5%左右。对PCB废水处理而言,CODcr能否达标(≤100mg/L)的关键是对油墨废水中高浓度有机物的去除。工程实践,我们分别采用了几种处理方法来处理油墨废水,通过分析检测,确定一种比较合适的工艺组合,能有效地去除油墨废水中的CODcr。
1. 处理方法
印制线路板生产会用到大量的油墨,印制板油墨的种类根据功能和用途可分为七种:抗蚀油墨、
耐电镀油墨、堵孔油墨、阻焊油墨(俗称绿油)、标记油墨、导电油墨和可剥性油墨(俗称兰胶)等。
油墨的成份主要是由树脂、填料、颜料、助剂和溶剂等组成,不用的油墨常用NaOH溶液去除,排出的油墨废水的有机物浓度很高,呈碱性。油墨废水中含有在大量的树脂,在酸性条件下易析出。
目前国内对PCB油墨废水处理的工艺主要有:氧化法;生物处理法;过滤-吸咐法;酸化- 凝聚法等,
都是针对去除油墨废水中的高浓有机物而采取的方法。
①氧化法
采用氧化法处理
PCB油墨废水,是一种强烈氧化反应。氧化法常用的处理方法有:燃烧法、电解氧化、化学氧化、光氧化。燃烧法是将高浓度有机废水燃烧处理的方法,对处理燃烧值较高的有机废水是一种好方法,但处理费用高,不能普遍采用。电解氧化法处理成本高、设备投资大,降解程度有限。光氧化还处于研究阶段。化学氧化法采用氧化剂有NaClO、H2O2、O3,可将大部分有机物降低到一定浓度,不彻底,费用也很高。
②生物处理法(一般不主张使用)
采用生物法处理PCB油墨废水,一般采用接触氧化法,但进入生化槽的废水的CODcr必须小于1000mg/L,一般要对PCB油墨废水进行预处理或稀释,经生物处理后出水CODcr可小于
200mg/L。但生化处理需曝气充氧,动力消耗大,处理费用也很高,而且该种废水的可生化性较差。
PCB油墨废水中常含有一定量的重金属离子,对生物具有毒害作用,大大降低了生物的活性。另外,其废水pH值要严格控制于中性条件。
PCB油墨废水本身的一些固有特性(BOD与COD之比值太低,生化性太差),严重影响了生物法的应用。
③过滤吸咐法
过滤吸附法处理
PCB油墨废水,先将废水预处理后由泵打入过滤器,废水经过滤器处理后可去除大部分的油墨及悬浮物,过滤出水进入活性炭吸附设备,通过活性炭的吸咐、分解作用,能达到很好的处理效果。但采用此工艺处理PCB油墨废水,活性炭很易饱和,处理率较低,运行成本较高,另外,由于废水中的油墨粘性较大,容易粘在管路、设备上,设备故障率高,此工艺不便采用。在实际工程中我们是直接投加粉末活性碳比较方便但成本很高。
④酸化-Actiflo法
酸化凝聚法是目前处理PCB油墨废水的*常用处理工艺,此工艺一般先将废水由泵打入酸析池,酸析池内设有pH自动控制仪表,由PH仪表控制加酸量,酸析池内PH控制在2-3,油墨废水中的感光膜在酸性的条件下会析出成浓胶状凝聚物,其比重较水经,易于分离,经酸化除渣后的废水进入中和反应池再调pH至碱性(pH值8.5-9.0),同时在此条件加入PAC及PAM混凝剂,废水在搅拌作用下发生混凝反应形成大量的矾花凝体,经沉淀分离后,上清液出水较好。该工艺处理PCB油墨废
水,CODcr去除率可达60%-80%(油墨废水CODcr越高,则去除率越高),CODcr
可降至1000 mg/L以下(个别水样有异)这是我们常用的预处理方法。
2. 使用经验
上述的四种油墨废水处理方法,各有优劣,我们在工程实际中采用酸化-凝聚法+气浮,处理PCB油墨废水是较为合适的方法,但我们建议先在实验室小试,我们取几个不同油墨废水作实验如下:
实验流程如下:
步骤:
A、分别取不同的油墨废水(在油墨废水收集槽直接取混合液,混合液由不同的生产线排出的各种油
墨废水混合而成)各100ml于烧杯中,测其原水pH值、CODcr和Cu;
B、加酸液快速搅拌调油墨废水pH值至2-3,pH小于5已有油墨析出浮于液面;
C、静置分层,可有部分固态物质浮于液面,小部分沉于烧杯底,取中间清液测pH值、CODcr
和Cu;
D、除去液面浮渣,加碱搅拌调剩余混合液pH到8.5-9.0,加入PAC和PAM,**次形成絮体
E、静置分层
絮体绝大部分沉于烧杯底部测上清液pH值、CODcr和Cu;
F、分析实验结果。
实测数据:(单位为mg/L,pH除外)
3. 工程实践
我们在工程实践中根据油墨废水的特点,
并结合国内的实际情况,
考虑到处理工艺的实际可行性,
结合小试的结果,主要采用处理工艺:
油墨废水酸析(除浮渣) pH调整混凝气浮分离气浮出水(清液)
该工艺应用于某电子有限公司印制线路板废水处理工程,该工程总设计规模为800吨/天,其中油墨废水约30吨/天。该厂油墨废水进水CODcr约8000-12000 mg/L,经气浮处理后一般可达到
400-600 mg/L,CODcr去除率可达95%左右。油墨废水经酸析去除大部分浮渣处理后,再加入碱液PH调整至8.5左右,在进入气浮处理设备时投加PAC、PAM混凝剂进行混凝反应,油墨废水在气浮设备反应区溶气水的作用下,形成固液分离,泥渣浮于上面,清液于底部过水管流出。采用该工艺处理PCB油墨废水,效果较好,管理方便,气浮出水水很清,透明无色。此工艺适宜于各种浓度的
PCB油墨废水。
我们工程实践中即使经过以上工艺,油墨废水的出水CODcr仍很高,一般有400-800mg/L,因
油墨废水占总水量的5%左右,经预处理后的油墨废水排入总出水,仍会造成总出水的CODcr
的超标,因此还需对油墨预处理后的出水进行深度处理,使其CODcr尽可能降低,一般要求油墨废水处理后*终出水CODcr<200mg/L,才能保证PCB废水处理后总出水CODcr低于100mg/L。
酸析除渣主要除去油墨废水中的菲林类物质,可去除50%左右(原水浓度越高,去除率会偏高),混凝反应和气浮主要去除悬浮物、铜和部分CODcr,悬浮物和铜去除率可达90%以上,CODcr
去除占总CODcr约60%左右,厌氧和好氧主要进一步去除油墨废水中的有机物,可去除CODcr
占总有机物约15%,全工艺去除油墨废水CODcr约95-98%,出水CODcr可低至150mg/L以下。
注意,厌氧和好氧生物处理,应适当加入一些生化性较好的有机废水(营养盐亦可),提高油墨废水的可生化性。
4. 结束语
PCB油墨废水是一种较难处理的高浓度有机废水,其对线路板废水处理工程的全因子达标排放至关重要。特别是PCB油墨废水的CODcr去除,一般的处理很难达到100 mg/L以下。因此,必须针对PCB油墨废水的特性,以及它所含的成分进行深入的研究及实践,选择和确定更加成熟可行的处理工艺。实验研究和工程实践得出以下结论,可供工程设计参考
①、油墨废水水量占整个印制线路板废水约5%,对全部废水的CODcr贡献值达80%,油墨废水处
理必须从车间分水排水把关,彻底分离出来,不得乱接乱排,尽量避免其它低浓度的废水或含铜废水
混入,低浓度的废水混入后会造成油墨废水量增加,含铜废水混入后生物处理较因难。
②、油墨废水一般呈碱性,pH值9-12,采用酸析方法除菲林类物质,pH要调至2-3,会消耗去大量的酸,工程上可利用生产线排出的废酸液调油墨废水的pH值,达到以废治废的目的,会节省相当大的药剂费用。
③、油墨废水中含有COD、SS和铜等污染物,油墨废水处理工艺应考虑这几种污染物的去除,
酸析可去除COD,混凝可去除铜,以避免铜对生物的毒害作用。经酸析和混凝后,COD仍很高,采用生化法深度处理,因BOD/COD值太低(<0.2),需适当加入有机物和营养盐,工程中可考虑引入厂区的生活废水,以提高油墨废水的可生化性。