线路板厂生产废水处理技术特点分析

线路板厂生产废水处理技术特点分析1、前言现代信息社会离不开电子技术，而电子技术的核心部分是集成电路（通常称生产集成电路板的厂家为线路板厂），线路板废水是线路板生产过程中产生的废水。目前，某市有多家台、港、外资线路板生产厂，线路板厂已成为惠州市主要重点污染源之一，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。为此，笔者对某线路板厂废水处理技术的特点进行研究以探索最有效的处理方法。2、生产工艺及排污特点该线路板厂主要从事双层及多层印刷线路板及其相关制品的生产，设计总生产规模为80万平方英尺/月，生产工艺流程如下：基板 裁切 磨刷 压膜 曝光 显影 内层蚀刻 去墨 棕化 压合 钻孔 除胶渣 黑孔 磨刷 压膜 曝光 显影 二次铜 镀锡 剥膜 磨刷 防焊印刷 曝光 显影 喷锡 文字 成型 测试 成检 出货废水排放的种类及性质见表1废水种类水量（吨/天）COD（mg/L）Cu（mg/L）PH清洗水130014002080102035酸性废液40501000200050001碱性废液20301000200025013去膜、显影废液405050007000312高锰酸钾废液0.150000313表1 废水种类及性质3、废水处理技术路线分析根据废水排放种类及性质，该线路板厂废水处理工程设计采用了清浊分流、分类处理的物化沉淀为主、生化处理为辅的处理工艺，设计处理能力为125m3/h，总投资700万元。3.1 各类废水预处理工艺概述（1）酸性高浓度废液酸度较高，水量小，含铜离子浓度高，COD含量大。在碱性条件下，铜离子与OH-反应生成稳定、难溶于水的氢氧化铜沉淀物，再经固液分离处理，去除废水中的铜离子。经调节PH值排入生物氧化池中，通过生物处理去除COD后排入综合调节池中与其他废水混合，一起进行物化沉淀处理。（2）碱性高浓度废液水量小，含络合铜金属离子浓度较高，必须采用硫化物破络沉淀法处理。在碱性条件下，较稳定的重金属络合离子可与Na2S反应，生成更稳定、更难溶于水的金属硫化物沉淀（以CuS为主，其溶度积Ksp=6*10-36），在经固液分离处理，去除废水中的重金属离子。然后与酸性废水一起经调节PH值后排入生物氧化池中，通过生物处理去除COD后排入综合调节池中与其他废水混合，一起进行物化沉淀处理。（3）去膜、显影废液中COD含量高达50007000，但该废液的有机成分易凝聚固化，因此可对其进行酸化处理后才能进入综合调节池。其中，酸化池的关键是确定酸化PH值以及酸化废渣的收集，根据污水处理工程现场多次调试，确定酸化PH值为35。本工程设计中，酸化槽中上层废渣由人工定期打捞，下层废液则通过有机压滤机脱水。（4）高锰酸钾废液的氧化性较高，且颜色很深，但水量少，经过还原脱色后排入综合调节池中进行后续处理。（5）一般含铜废水处理一般含铜废水主要是指清洗废水及其他经预处理后进入综合调节池的废水，在综合调节池均匀水质水量后，用泵抽至气浮池，在气浮池反应段加碱调PH至910左右，使金属离子生成不溶于水的氢氧化物，利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的氢氧化物及其他有机微粒，并将其带至水面予以去除，此法对去除颗粒较细的氢氧化铜及有机物质非常有效（去除率可达85）。气浮池出水在中间池加酸回调PH值至67后用泵提升至过滤器过滤进一步去除固体微粒，出水再经沙滤和活性炭过滤系统，通过滤器过滤和炭柱吸附废水中的固体颗粒，使出水铜离子浓度降至0.5以下。在该线路板厂污水处理系统中，还设计了离子交换系统，利用离子交换树脂吸附废水中的铜离子及其他离子，这样，可确保废水站总出水中铜离子值远小于国家一级排放标准，达到废水回用的标准。3.2 废液回收在蚀刻工艺中产生的酸性蚀刻废液、碱性蚀刻废液、褪锡废液中含铜离子较高，一般达10mg/L以上，具有回收价值。该废液交由其他有资质的公司回收，采用结晶法生产硫酸铜。废水处理工艺流程图见图1：清洗水 碱性废液 酸性废液 有机废液 高锰酸钾废液 收集槽1 收集槽1 阴井 收集槽3 反应池 反应池综合调节池 上层液 分离池 PH调节池 生化池 酸化池反应池 有机压滤机沉淀池 污泥浓缩槽 板框压滤机 污泥 中和池 沙滤塔 活性炭塔 阳离子交换树脂 回用 废水排放 表1 废水处理工艺流程图4、工程设计特点及管理运行效果（1）该工程设计起点高，符合建设单位作为大公司的形象。（2）由于酸碱废水中COD含量高，因此在酸碱废水预处理过程中独立一套生物氧化池设备，减轻综合调节池中COD污染负荷。（3）去膜、显影废液经酸化处理后，再送至有机压滤机压滤，有效去除废水中悬浮物。（4）采用板框压滤机进行污泥处理，泥饼成形好，易于搬运，无需投加药剂，同时在压滤机前设置污泥浓缩槽，储存污泥浓缩液以利压滤机脱水操作。（5）在活性炭吸附后设置离子交换系统，处理成本增加0.5元左右，但废水可以回用，经济效益明显。（6）自动化程度高。采用计算机集散控制系统，做到水泵自动启闭，加药量自动调整，各种工艺控制和机泵运行状态均能自动采集并在机电房中呈现，便于管理和维护。（7）该废水处理工程于2002年11月份投入运行以来，处理效果良好，监测数据见表2。表2 监测数据序号采样点PHCOD（mg/L）Cu2+ （mg/L）处理前4.22997.0109.260处理后8.6072.00.072处理前6.201046.0119.733处理后8.7083.00.086处理前4.101174.094.739处理后8.4540.000.065处理前4.101213.0107.774处理后8.3046.0未检出处理前4.001229.0173.657处理后8.4052.00.383处理前4.021163.0180.238处理后8.5049.00.0746、结语（1）对于线路板废水，采用清浊分流、分类处理的物化沉淀为主、生化处理为辅的处理工艺可确保出水达到国家一级排放标准。（2）与其他线路板废水处理工艺比较，本工艺运转稳定、可靠，占地面积少，管理方便，废水资源化程度高。消毒剂次氯酸钠二氧化氯和臭氧的比较窗体顶端目前，从水体消毒的种类来说，有氯气、次氯酸钠、漂白粉、三氯异氰尿酸、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式，此外还有紫外线消毒等一些手段。 由于氯气运输、管储方面的不安全；在投加方面，气体同水体的溶解性较低，容易散失，水中留存余量难以达到标准；氯气瓶气压不断变化，存在投加计量不够准确的问题；加之，氯气等气体的极强扩散性对环境存在毒害作用，游离氯的高活性容易形成许多象四氯化碳一类的致癌物质，故而，取消液氯的主张越来越多，也日益受到人们的关注。 就拿氯气的安全性来说，就始终是一个让人时时警觉的问题。在我国，几乎每一年都有氯气罐泄漏的安全事故发生。氯气作为危险品受到各国安全机关的严格管制。前些年，发生在福建三明火车站氯气瓶运输中的跑氯事件造成几千人的紧急疏散，又如2004年重庆市一家储存有十多吨的液氯发生泄漏迫使三十多万人疏散；在北京有些游泳场由于操作人员不谨慎，三分钟跑氯就有37名孩子住进医院。我国的天津地区就明确规定公共娱乐场所禁用氯气进行消毒。 在国外许多发达国家，像美国、德国、日本等就相当限制氯气的使用，氯气主要用于污水处理。尤其是公用场所和中小型自来水厂一般不再使用液氯，而多以使用次氯酸钠液体进行消毒。当然，也有根据用水要求，如像小量饮用水就采用诸如紫外线、臭氧、双氧水等手段进行灭菌杀毒。 氯气、次氯酸钠、氯酸钠氯酸钠和用臭氧发生器设备，一般都必须采取者压缩空气进行发二氧化氯和臭氧1都是工农业生产和日常生活中比较容易见到的几种强氧化剂，除臭氧以外，它们均为非天然存在的化学物质。一般都可以用作水体杀生剂。它们不仅具有灭杀细菌和病毒的功能，还能够漂白纸张、纤维以及用作化学合成等。广泛用于自来水消毒、游泳池水灭菌、污水处理、循环水除藻、造纸工业、化学合成业、以及医药卫生和防疫等各个领域。 但是，不同的药剂具有不同的性能和特点，就如同不同厂家的产品具有并不相同的质量一样。氯气、次氯酸钠、二氧化氯和臭氧在物理化学性能上，以及实际使用中都有很大的区别。就这几种消毒剂的应用来讲，以次氯酸钠为最为安全有效，易于储存，使用最为方便。 有关氯气的性能和使用我们都很熟悉了，它的杀生效果很好，容易获得，经济廉价，而且投加方便，占用地方很小，但安全性比较低，管理上容易疏忽。在这里，我们主要想具体探讨和比较一下次氯酸钠、二氧化氯和臭氧三种杀生剂的性能以及相关设备的使用特点。 次氯酸钠 次氯酸钠的分子式是NaClO，属于强碱弱酸盐，它清澈透明，是一种能完全溶解于水的液体。但由于次氯酸钠液不易久存，次氯酸钠多以电解低浓度食盐水现场制备。 次氯酸钠液体通过电解食盐水制备，这种设备称为次氯酸钠发生器。其次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下： 其总反应表达如下： NaCl + H2O NaClO + H2 电极反应： 阳极： 2Cl- - 2e Cl2 阴极： 2H+ + 2e H2 溶液反应： 2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O 当然，次氯酸钠消毒液体以次氯酸钠发生器生产为最佳。因为，它生产出的次氯酸钠液体比较稳定、单一，也容易保存，不含制氯厂出品的那些复杂甚至有害的成分。 关于次氯酸钠发生器，我国已于1990年1月12日发布了GB 12176-90 国家标准。它是一种已经认可、可以信赖、十分稳定、并有权威资料可查询的产品。次氯酸钠发生器已经有一百多年的历史了，已经证明是一种运行成本很低、药物投加准确、消毒效果极佳的设备。 就消毒而言，次氯酸钠液还是具有明显优势的。作为一种真正高效、广谱、安全的強力灭菌、杀病毒药剂，它同水的亲和性很好，能与水任意比互溶，它不存在液氯、二氧化氯等药剂的安全隐患，且其消毒效果被公认为和氯气相当。也正是因为这一特点，所以它消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害，不存在跑气泄漏，可以任意环境工作状况下投加。 事实上，次氯酸钠广泛用于包括自来水、中水、工业循环水、游泳池水、医院污水等等各种水体的消毒。次氯酸钠还能够破坏氰根离子和苯环等，用作处理含氰废水和一些工业重度污染废水的高级氧化，还可以用于纸浆等漂白。高浓度的次氯酸钠液体还可以用于剥离设备及管道上附着的沾泥2。 次氯酸钠的灭菌原理主要是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧O，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致死。氯气消毒的原理也主要是以产生出次氯酸方式。 根据化学测定，次氯酸钠的水解受PH值的影响，当PH超过9.5就会不利于次氯酸的生成。但是，绝大多数水质的PH值都在68.5，而对于PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎是完全水解成次氯酸，其效率高于99.99%。其过程可用化学方程式简单表示如下： NaClO + H2O HClO + NaOH HClO HCl + O 次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，可渗透入菌（病毒）体内与菌（病毒）体蛋白、核酸、和酶等发生氧化反应，从而杀死病原微生物。 R-NH-R + HClO R2NCl + H2O 同时，氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压使其丧失活性而死亡。 在消毒方面，值得肯定的是，由于次氯酸钠发生器所生产的消毒液中不象氯气、二氧化氯等消毒剂在水中产生游离分子氯，所以，一般难以形成因存在分子氯而发生氯代化合反应，生成不利于人体健康的有毒有害物质。并且，次氯酸钠也不会象氯气同水反应会最后形成盐酸那样，对金属管道构成严重腐蚀。不过，它同氨可以发生反应，在水中生成微量的带有气味的氯氨化合物，但这种物质也是一种安全的杀生药剂，只是远不及次氯酸钠的杀生能