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关于PCB油墨废水处理

来源:
时间:2024-08-17 11:55:17
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关于PCB油墨废水处理【专家解说】: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、

【专家解说】: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。工程实践中,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,但不彻底,费用也很高,其工艺流程如下: ② 、生物处理法 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。生物法处理工艺如下: 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。过滤-吸附法工艺如下: ④ 、酸化-凝聚法 酸化-凝聚法是目前处理PCB油墨废水的最常用处理工艺,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)。酸化-凝聚法处理工艺流程如下: 2. 实验研究 上述的四种油墨废水处理方法,各有优劣,考虑到工程实际的可行性,采用酸化-凝聚法处理PCB油墨废水是较为合适的方法, 在实验室小试条件要求也不太高,实验方便,反应时间要求不长,可马上化验分析实验结果。我们取几个不同厂家的油墨废水作实验如下: 实验流程如下: 步骤: A、 分别取每个厂家的油墨废水(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,第二次形成絮体, 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,结合对不同厂家的油墨废水小试的结果,主要采用酸析——凝聚法来处理油墨废水,并在工程实践中对工艺进行了改进和完善,我们先后采用了四种处理工艺: A、油墨废水 酸析(除浮渣) 滤袋过滤 pH调整 接触氧化 沉淀分离 上清液 B、油墨废水 酸析(除浮渣) pH调整 混凝 沉淀分离 上清液 C、油墨废水 酸析(除浮渣) pH调整 混凝 气浮分离 气浮出水(清液) D、油墨废水 酸析(除浮渣) pH调整 混凝 板框压滤 压滤液(清液) 工艺A是我们公司早期采用的处理PCB油墨废水工艺,该工艺应用于东莞市雅新电子(集团)有限公司,该工程总设计规模为7000吨/天,其中油墨废水约350吨/天,根据长期运行监测,该厂油墨废水CODcr一般在3000-15000 mg/L之间,平均约6000 mg/L ,,由于生化处理效果不好,PCB油墨废水处理后的CODcr仍有2000-3000 mg/L,CODcr去除率仅有70%左右。后据分析总结,其原因主要是该油墨废水原水含有的重金属离子偏高,Cu含量高达20mg/L,酸析、中和等处理不能有效去除,从而造成生物池微生物难以培养及驯化,生化处理效率较低(基本无效果)。 工艺B应用于红板电子有限公司线路板废水处理工程,该工程总设计规模为1200吨/天,其中油墨废水约50吨/天,根据长期运行监测,该厂油墨废水CODcr约3000-4000 mg/L,沉淀分离后一般可达到1000 mg/L以下,CODcr去除率可达75%左右。该处理工艺在运行时常存在油墨废水沉淀池浮渣较多现象,主要是由于PCB油墨废水中的感光膜及其他有机物质比重轻,不易沉淀所致。因此,要达到理想的处理效果,沉淀池表面负荷应选择较小为宜,不超过0.6m3/ m2.h,相应增加土建(或设备)投资成本。 工艺C应用于耀永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。但其动力耗能偏高,泥渣量大。此工艺适宜于浓度较高的PCB油墨废水。 工艺D应用于达进电子有限公司线路板废水处理工程,该工程总设计规模为13200吨/天,一期规模为6600吨/天,其中油墨废水约300吨/天。该厂油墨废水进水CODcr为1000-4000 mg/L,经板框压滤后滤液CODcr有600-800 mg/L,CODcr去除率70-80%左右。处理过程为油墨废水经酸化处理后,有大量的胶状油墨析出,由自动刮渣机刮除,出水加入碱液进行中和,调pH值到9左右,同时加PAC和PAM,由空气搅拌混合反应开成混合液,再由螺杆加压泵打入板框压滤机压滤,废水中的油墨及悬浮物截留于板框压滤机内,滤液排出。此工艺处理油墨废水效果较好,出水较清,处理量大,易于运行管理。 以上四种工艺我们先后应用于不同工程中,酸析单元主要去除大部分的菲林类物质,酸析除渣后废水悬浮物仍很高,CODcr去除率仅40-50%,还需进一步凝聚分离除CODcr、SS和铜等,根据工程实践经验,以下对四种工艺优劣点进行比较。 以上四种工艺,我们工程实例中主要采用后两种,但即使如此,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最终出水CODcr<200mg/L,才能保证PCB废水处理后总出水CODcr低于100mg/L。在达进工程中,油墨废水经板框压滤后,滤液调至中性,再进行生物处理,油墨废水处理全工艺流程如下。 上述工艺应于工程中,处理效果较好,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),混凝反应和板框压滤主要去除悬浮物、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30%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。
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