毕业设计（论文）-某电子科技有限公司的线路板废水处理系统二期工程设计.doc

南昌航空工业学院2004届本科毕业设计1、 概述pcb是英文(printed circuie board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制组件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。pcb几乎我们能见到的电子设备都离不开它，小到电子手表、计算器、通用计算机，大到计算机、通迅电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子无器件，它们之间电气互连都要用到pcb。它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。当前的信息社会，电子工业飞速发展，作为电子业的基础之一 线路板每年以10%-20%的速度在递增，从而成为电子行业中的重要产业之一，然而由于该产业制程中应用了大量的化学品，因此，其产生的废弃物也将随着生产能力提高而逐渐成为一项重大的环保问题。因此，废水处理是pcb厂环保的重中之重。本规划是为某电子科技有限公司的线路板废水处理系统二期工程专门设计。该公司是某投资有限公司独资经营的大型高科技工业项目，以生产覆铜箔板为主的线路板，项目建成后为规划月生产线路板约14万m2。 线路板生产废水，以重金属铜离子污染为主，废水种类复杂，ph变化大，废水达标处理有一定难度。 电路板工厂制程中所排出的各类高浓度废弃槽液及低浓度清洗废水，由于性质迥异且污染浓度高低相差悬殊，因此绝不能任意的加以混合收集处理，否则不但因废水水质的剧烈变化或因成份复杂相互干扰而难以处理，更造成资源的浪费。因此，我们采用清浊分流、分类处理的物化沉淀为主的工艺，结合线路板废水处理领域的新技术，完成了线路板废水处理工程设计，预期废水经处理后达到国家一级排放标准。1.1印刷线路板生产基本工艺流程如下：覆铜箔板切板（刷洗、干燥）钻孔电镀沉铜干菲林（或塞孔）图形电镀蚀刻湿绿油丝印白字喷锡镀金entek外形加工终检包装。1.2一般印刷线路板厂废弃槽液来源及特性制程单元步骤槽液成份污染浓度(mg/l)codcu2+刷磨酸洗5%硫酸(h2so4)1050501,000内层显像显像12% na2co3碳酸钠10,00015,000-内层蚀刻蚀刻氯化铜(cucl2)-50,000100,000氯化铁(fecl3)-40,00090,000内层去墨或剥膜去墨或剥膜4% naoh氢氧化钠20,00030,000-黑/棕氧化脱脂碱性脱脂剂1,0005,0001050微蚀硫酸/双氧水(h2so4/h2o3)-2,00020,000过硫酸钠(sps)-2,00020,000过硫酸铵(aps)-2,00020,000氧化亚氯酸钠磷酸三钠氢氧化钠-1050除渣膨松碱性有机溶剂130,000200,000-氧化高锰酸钾(kmno4)-3050还原铬酸(cro3)-酸性溶液3001,0001,0002,000整孔/调整碱性清洁剂20,00035,0001050pth镀通孔微蚀硫酸/双氧水(h2so4/h2o3)-2,00020,000预活化过硫酸纳(sps)-2,00020,000过硫酸铵(aps)-2,00020,000氯化亚锡(sncl2), 盐酸(hcl)20050020100活化氯化钯(pdcl2)氯化亚锡(sncl2)5001,000110加速化硫酸(h2so4),氟酸类100550-化学铜硫酸铜甲醛螯合剂30,000100,0001,0004,000脱脂酸性清洁剂3,00005,0005002,500一次铜微蚀硫酸/双氧水(h2so4/h2o2)-2,00020,000过硫酸钠(sps)-2,00020,000预浸酸液过硫酸铵(aps)-2,00020,00010%硫酸(h2so4)10505006,000显像12%碳酸钠(na2co3)10,00015,000-外层显像脱脂酸性清洁剂3,0005,0005003,500二次铜/镀锡(铅)微蚀硫酸/双氧水(h2so4/h2o2)-2,00020,000预浸酸液过硫酸钠(sps)-2,00020,000过硫酸铵(aps)-2,00020,00010%硫酸(h2so4)10505001,000预浸氟硼酸5%10%氟硼酸(hbf4)-剥膜4%氢氧化钠(naoh)20,00030,000-外层剥膜蚀刻氨水(nh4oh)、氯化铵(nh4cl)-100,000150,000外层蚀刻剥锡铅氟水铵、硝酸、双氧水20,00025,0001,0001,500剥锡铅显像12%碳酸钠(na2co3)10,00015,000-绿漆显像前处理碱性清洁剂1,0005,000-镀镍金酸洗活化酸液1050-5%硫酸(h2so4)105015,00020,000喷锡助焊剂涂布卤化有机物极高50,000100,000硝酸(hno3)3,0005,00015,00025,000剥挂架强碱性溶性100,000150,000-剥废板绿漆强碱性溶性100,000150,0002.设计数据2.1本规划废水源分类、废水量及特性废水分类及水量分类水量m3/d备注a类一般水洗水4200合计：cod: 632.25kg cu:84.3kgk类氰系废水50b类油墨废水400cod:1600kg cu:8kgc类化铜微蚀水洗1000合计：cod:700kg cu:120kgi类高锰酸钾废液10p类电镀废液10e类化学铜废液 15cod:67.5kg cu:22.5kgf类高cod废水：有机焊膜 澎松剂废水 flux水洗 平整剂 柠檬酸水洗60合计：cod:600kg cu:90kgd类高碱废液10g类棕化废液20合计：cod:1600kgcu:250kgh类棕化水洗70t类氨系废水40j类镍系废水100l类酸性废蚀刻液20委外处理m类废硝酸15委外处理n类化银废液5委外处理o类膨松废液4委外处理q类ro废水1000全部回用r类废酸废水50s类化银水洗水20u类碱性废蚀刻液10委外处理v类低浓度达标废水500不需处理废水总量7055 - 1000ro = 6055 m3/d2.2本规划设计达标情况 cod 100 mg/l氰化物 0.5mg/l总cu 0.7mg/l总镍 1mg/l总银 0.5mg/lph : 6-9ss 50mg/l3.污水处理工艺说明3.1工艺流程图（见附图一）3.2处理流程说明废水处理方式分为物理、化学、生物、吸附、交换等方法。每种方法亦有其优缺点，更因废水种类及水质浓度现场、场地等因素与使用处理有相当关系。我们分析了该线路板厂需废水种类及预计施工用地后，以客观立场评估处理流程。规划出经济而实用的工艺流程。现在就该工艺说明如下：(1)化学铜废液 高锰酸钾废液 电镀废液：i类 e类 p类独立收集后以定量泵定量排入铜系调节槽处理(2)平整剂 flux水洗 柠檬酸清洁剂等高cod废： f类此类废水排入收集槽收集至一定量将废水排入费通槽进行批处理，费通反应为将ph值调节至3-5添加铁剂及双氧水，在温度20-40恒温下经长时间（6-12hr）反应后排入水洗水调节槽处理。(3)宗化黑化废水及水洗水： g类 h类此类废水高浓度废液部分独立收集再以定量的方式与水洗水混合处理。处理完成后再与铜系废水混合，进行后续处理。此类废水中亦含有熬合性铜或错合性铜，而且其含铜的浓度不是很高，但却不能与含铜废水混合处理，而应该采用独立处理后，再与铜系废水混合处理的方式。原因是此类废水中含有多种干扰性物质，会使熬合性铜更加稳定而增加处理上的困难。(4)剥墨水洗废水：b类 此类废水经独立管线收集槽，由泵将废水送至批次酸化处理槽，由ph控制添加酸液，油膜与水分离进入絮凝沉淀，上澄液如因浓度或异常时可倒入费通氧化裂解，或直接进入二段三段絮凝后进入一般水洗水（a类）处理，第一段沉淀油膜排入砂滤槽滤出油膜定期刮除砂床油渣补砂，其它进入污泥槽。(5)氰系废水：k类废水收集后以定量泵定量抽送至氧化一槽，进行不完全氧化破氰，再经二次完全破氰成单纯废水，然后与一般水洗水混合处理。pcb厂镀金线原液不排放，而仅水洗水排出，所以其浓度不高，因此采用两次用naocl氧化至mmv电位（其中ph值应控制10），再与水洗水混凝共沉的方式处理。(6)镍系废水、化银水洗水：j类s类依我国gb8979-1996排放规定镍、银金属为第一类污染物需于生产线排水口独立处理排放，其排放标准为镍小于mg/l、银小于0.5mg/l 。如果无法于生产线处理，亦可独立收集至处理厂单独处理。 化银废水进入化银费通槽进行氧化裂解排入镍系废水与银系处理系统混合再处理，排放于一类排出口（a-08）。镍系废水与银系水洗水预处理后废水混合，用naoh调整ph值.，添加助凝剂、凝集剂进行氢氧化物混凝沉淀后排至一类排放口。(7)高锰酸钾废液 化学铜废液 化铜微蚀水洗水 棕化废水：i类 e类 c类高浓度废液采取分类收集再定量排入化铜微蚀水洗调节槽调节水量稳定水质，定量送入反应槽，以ph计控制ph值小于，添加feso4反应，使二价熬合铜形态反应成铜，再由ph计添加naoh调节ph值以上（同时添加少量ca(oh)2阻止铜离子二次熬合），此时废水中铜以氢氧化铜形态存在，后序以助凝剂、凝集剂混凝处理沉淀，上层澄液排入一般水洗水，沉淀污泥定期抽至污泥槽，其反应过程概述如下：此类废水属偏高铜性废水且属熬合型铜离子，混合后ph值呈酸性，在酸性条件下 mn和mno42-歧化反应：mnh2o 2mno2-4 h+ mno42- 4 h+ mno4-h2o在酸性条件下添加feso4可与kmno4反应：fe2+ + mno4- fe3+ + mno42-另在碱性条件下mn2+与oh-生成mn(oh)2mn(oh)2不稳定易被空气中氧气氧化为稳定的mnomn2+oh-mn(oh)2mno熬合物（络合物）会与其它金属离子或分子发生配位反应，其中以edta为例：在酸性条件下以稳定形态h4y,h2y2-存在，在碱性条件下与其它金属离子形成稳定熬合物（络合物）溶于水中。化学铜中hcho,edta 与铜形成熬合物（络合物）。但是，在酸性条件下化学铜废水中的edta 以h4y或h2y2-存在，且在酸性条件下cu2+与反feso4应形成cu:fe2+ cu2+fe3+ +cu 由于cu与edta不易形成熬合（络合），所以在酸性条件下fe2+能有效破坏edta这类化合物与cu2+形成熬合（络合）反应，并于后续处理反应中以naoh调整ph值同时反应氢氧化铜，氢氧化铁等共沉，反应过程添加少许ca2+亦可阻止edta与cu2+再次熬合以利后续稳定处理，在第一段破熬合及氢氧化物混凝沉淀出水预计铜可去除以上，未完全去除部分与一般水洗水混合处理。(8)一般水洗水：a类一般水洗水虽然其铜浓度不高，因制成清洗过程多少有熬合性铜，故相同于调节槽作混合处理，经反应槽中和添加亚铁，置换二价铜为一价铜，经中和槽以氢氧化钠及石灰提升ph值，使废水中铜成氢氧化铜，视调节槽铜浓度添加适量硫化钠（因实验证明硫化物与低微量铜发生反应为稳定的硫化铜，其缺点为沉淀时间较长，其优点是成本低且稳定）成硫化铜，经絮凝沉淀，其上澄液铜小于.mg/l,以达排放标准。(9)氨系废水：t类废水收集后调整ph值及用蒸气提升温度，并以鼓风机搅拌迫使氨成气体排出。废水再添加硫化物成硫化铜进行预絮凝沉淀，上澄液排入棕化黑化废水调节槽（f-02）。(10)高酸废水：r类废水收集后配合油膜酸化槽(e-02)混合减少酸剂用量(11)高碱废液：d类废水收集后定量与f类废水混合处理(12)低浓度及ro废水：收集后回用或排放(13)污泥处理：沉淀槽定期定时排出之污泥于污泥暂存，由污泥泵抽至污泥脱水机脱水处理，脱出滤液排入水洗水调节槽重新处理，压出污泥装袋收集定期委托清运处理。 3.3质量平衡表：（见附图二）4.处理单元设计计算4.1 e、i、p类废水处理单元e类化铜废液水量：m3/d所以收集槽必要容量：m3h-01废水定量泵：（）.l/mini类高锰酸钾废液废水量：m3/d收集槽必要容量：m3h-02废水定量泵：（）.l/minp类电镀废水水量：10 m3/d收集槽必要容量：10 m3-h-054.2 d、f类废水处理单元高碱废液、清洁剂废液、澎松剂废液、有机焊膜平整剂、柠檬酸废液等废水量：m3d 收集槽必要容量：m3g-01 费痛批次槽：m3座m3g-02-g-03 由实验结果得：当水利停留时间为6h时，cod 去除率为30%；当为8h时，去除率为45%；当为12h时，去除率为70%；当为24h时，去除率为：80%。 所以设计进水时间为：30min；设计加药时间为：30min；设计费通槽反应时间为：12h；设计排水时间为：30min 必要设备：进水泵：设计水量：60 m3 / 30min = 2000l/min实际选用：3000l/min 一台排水泵: 设计水量60 m3 / 30min = 2000l/min实际选用：3000l/min 一台 搅拌机：120r/min 一台ph控制器各一套温度控制器各一套恒温蒸气循环设备各一套气动隔膜加药：l/min 各三套4.3 g h类废水处理单元g类棕化黑化废液水量：m3d收集槽必要容量：m3f-01 定量泵：20 m31000/(2460) = l/minh类棕化黑化水洗水量：m3d调节槽必要容量：70(h类)+20（g类）+40（t类）=130m3- f-02 必要设备：废水定量泵：130 m31000/（2460）= 91l/min 反应一槽-f-03 设计停留时间：40min设计容量：3m3（2460）40 = 3.7m3必要设备：ph控制器 一套搅拌机:r/min 一套加药机: 1 l/min 二台中和槽-f-04 设计停留时间：40min设计容量：3m3（2460）40 = 3.7m3 必要设备：ph控制器一套搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 二台快混槽-f-05 设计停留时间：40h设计容量：3m3（2460）40 = 3.7m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台慢混槽-f-06 设计停留时间：1h设计容量：130 m3=5.5m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台沉淀槽f-07 表面积溢流率：3m3 (md) 必要面积：m2污泥泵二台4.4 b类去墨水洗处理单元去墨水洗废水量：m3d收集槽-e-01设计停留时间：12 h设计容量：400 m3/2412 = 200 m3必要设备：废水泵：200 m3 1000/（1260）=l/min酸化槽-e-0设计停留时间：2h设计容量：2/12=m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：l/min 一台絮凝槽-e-03设计停留时间：1h设计容量：2m312=m3必要设备：搅拌机：r/min一套加药机：l/min 二台沉淀槽e-04 表面积溢流率：m3 md 必要面积.m必要设备：污泥泵二台浮渣檔板溢流堰反应一槽-e-05 设计停留时间：15min设计容量：200m3（1260）15 = 4.2m3 必要设备： 搅拌机:r/min 一套 加药机: 1 l/min 一台中和槽-e-06 设计停留时间：15min设计容量：200m3（1260）15 = 4.2m3 必要设备：ph控制器一套搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台快混槽-e-07 设计停留时间：15min设计容量：200m3（1260）40 = 4.2m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台慢混槽-e-08设计停留时间：15min设计容量：200 m3(1260)15= 4.2m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台沉淀槽-e-09 表面积溢流率：25m3 md必要面积16m必要设备：污泥泵二台浮渣檔板溢流堰反应二槽-e-10 设计停留时间：15min设计容量：200m3（1260）15 = 4.2m3 必要设备：搅拌机:r/min 一套加药机: 1 l/min 一台快混槽-e-11 设计停留时间：15min设计容量：200m3（1260）40 = 4.2m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台慢混槽-e-12设计停留时间：15min设计容量：200 m3(1260)15= 4.2m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台沉淀槽-e-13 表面积溢流率：37m3 md必要面积11m必要设备：污泥泵二台浮渣檔板溢流堰氧化反应槽-e-14设计停留时间：15min设计容量：200 m3(1260)15= 4.2m3 必要设备：搅拌机：r/min 一套加药机：l/min 一台4.5 k类镀金线（氰系）废水处理单元镀金线废水量：m3d收集槽-c-01设计停留时间：12h设计容量：m3 1000=m3必要设备：废水泵：25 m3/（1260 ）= l/min氧化一槽-c-02设计停留时间：1h容量：m3= .m3必要设备：ph计一套orp计 一套搅拌机：r/min一套加药机：0.l/min 二套氧化二槽-c-03 设计时间：1h设计容量：5m31 = .m3 必要设备： ph计一套orp计一套搅拌机：r/min一套加药机：0.5l/min 二套4.6 j类镍系废水处理单元镍系废水量：m3d收集槽-d-01设计停留时间：12h设计容量：100 m3/2412 = m3必要设备：废水泵：50 m31000/（1260）= l/min中和槽-d-02设计停留时间：1h设计容量：m31 = .m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：l/min 一台快混槽-d-03设计停留时间：1h设计容量：m31 = .m3必要设备：搅拌机：r/min一套 加药机：l/min 一台慢混槽-d-0设计停留时间：1h设计容量：m31 = .m3必要设备：搅拌机：r/min一套 加药机：l/min 一台沉淀槽d-05表面积溢流率：10m3 md必要面积：10m必要设备：取样槽溢流堰污泥泵二台4.7 c类铜系废水处理单元废水量：1000（c类）15（e类）10(p类)10（d类）+10（i类）+60（f类）70(h类)+40（t类）+20(g类)m3d调节槽-b-01设计停留时间：8h设计容量：1235 m3/248 = m3必要设备：废水泵：412 m31000/（860）= l/min反应槽-b-02 设计停留时间：40设计容量：m3（2460）=m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：.5l/min 二套中和槽-b-03设计停留时间：40min设计容量：m3（2460）=m3 必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：.5l/min 二套快混槽-b-04设计停留时间：40min设计容量：m3（2460）=m3必要设备：搅拌机：r/min一套加药机：.5l/min 二套慢混槽-b-05设计停留时间：40min设计容量：m3（2460）=m3必要设备：搅拌机：r/min一套加药机：2.0l/min 一套 沉淀槽d-06 表面积溢流率：m3 md必要面积：.m必要设备：刮泥机一套溢流堰整流桶污泥泵两台4.8 a类一般水洗废水处理单元废水量：m3d调节槽-a-01设计停留时间：12h设计容量：m3 = m3必要设备：废水泵：3000 m31000/（1260）= l/min曝气机一套（含各收集调节暂存槽）反应一槽-a-02设计停留时间：1h设计容量：m31 = m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：.0l/min 二台中和槽-a-0设计停留时间：1h设计容量：m31 = m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：.0l/min 二台反应二槽-a-04设计停留时间：1h设计容量：m31 = m3必要设备：搅拌机：r/min一套opr计 一套加药机：.0l/min 一台快混槽-a-0设计停留时间：1h设计容量：m31 = m3必要设备：搅拌机：r/min一套加药机：.0l/min 一台 慢混槽-a-06设计停留时间：1h设计容量：m31 = m3必要设备：搅拌机：r/min一套加药机：4.0l/min 二台沉淀槽a-07表面积溢流率：m3 md必要面积：m必要设备：刮泥机二套溢流堰整流桶污泥泵四台抽水井-a-08设计停留时间：20min设计容量：m3（） = .m3必要设备：废水泵：83.3 m31000/20 = 3l/min2台 砂滤器面积：mph调整槽-a-09设计停留时间：30min设计容积：m3（） = m3必要设备：搅拌机：r/min一套ph控制器一套加药机：.0l/min 一台污泥槽h-03 污泥预计产量：kg-ds/d(以ss ：300ppm计)（） 药剂添加污泥产量：预估平均浓度mg/l kg-ds/d 污泥浓度计污泥量：m3 停留时间：一天必要容量：m3必要设备：污泥脱水机（操作时数：h/d 处理能力：m3h(1%)）4.9 s类化银废水处理单元废水量：m3/d收集槽-h-08设计停留时间：24h设计容量：m3费通槽-h-09设计停留时间：12h设计容量：10 m3设计进水时间：10min设计出水时间：10min 必要设备： 进水泵：10 m31000/10 = 100l/min ph计一套 加药设备20l/min 三套 排泥泵一套 搅拌机：120r/min 一台 加温系统一套4.10 t类氨系废水处理单元废水量：m3/d收集槽-h-10设计容量：40 m3必要设备：废水泵：l/min脱气槽-h-11设计停留时间：24h设计容量：40 m3必要设备空气搅拌设备一套加药机一套废水移出泵：40 m31000/（24 60）= 28l/min ph计一套快混槽-h-12设计停留时间：min设计水量：40 m3/（24 60）20 = m3h搅拌机：120r/min 一台加药设备二台慢混槽-h-13设计停留时间：min设计水量：40 m3/（24 60）20 = m3h搅拌机：20r/min 一台加药设备一台沉淀槽-h-14表面溢流率：12.5溢流面积：.m排泥泵一台5.污水处理厂施工设计5.1总平面布置原则 该工程为本污水处理厂二期工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面。总平面布置时应遵从以下几条原则。 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。 工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污不出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。 构建之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理等方面的要求。 管道与渠道的平面布置，应与起高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。 协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。5.2附图（1） 附图一：工艺流程图（2） 附图二：质量平衡表（3） 附图三：地下一层平面图（4） 附图四：一层平面图（5） 附图五：一层夹层平面图（6） 附图六：二层平面图（7） 附图七：剖面图一（8） 附图八：剖面图二（9） 附图九：沉淀池详图（10）附图十：收集槽预埋进水管道图（11）附图十一：预埋污水泵管道图（12）附图十二：预埋加药管图6总结6.1工程设计特点（1）该工程设计起点高，符合建设单位作为大公司的形象（2）由于铜离子氢氧化物不易沉淀，因此在加药时考虑投加硫酸亚铁、烧碱及石灰，利用fe(oh)2、fe(oh)3絮凝和共沉作用形成较大颗粒的矾花。同时利用石灰可节省烧碱的用量，节省药剂费用。（3）沉淀池采用辐流沉淀池，不易堵塞，污泥含水率低，出水效果好。运行费用低。（4）自动化程度高。采用计算机集散控制系统，作到水泵自动启闭，加药量自动调整。6.2结束语（1）对线路板废水，采用清浊分流、分类物化处理的工艺可确保最后出水达到国家一级排放标准。（2）相对采用精密过滤工艺和离子交换法处理线路板废水，本工艺投资省，运行费用低，操作简单，易实现自动化操作。7.参考文献1 中国科学院生态环境研究中心，化学