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印刷線路板(PCB)生產過程會產生大量有毒有害廢水,該廢水種類繁多、成分復雜、可生化性差、有機物濃度高,如直接排放將造成嚴重污染。PCB生產廢水性質不同且污染程度不同,含有多種重金屬及絡合劑,故針對不同廢水需按照“分質分類"原則處理,使廢水排放滿足相應標準,即滿足《電鍍污染物排放標準》(GB21900—2008)表2中水污染物濃度限值要求及《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)表4中一級標準要求。
1、廢水水質
某印刷線路板企業主要從事PCB板的研發和生產,其生產廢水主要包括一般水洗廢水、油墨廢水、有機廢水、絡合廢水、刷磨廢水、含鎳廢水、含氰廢水等,水質水量情況如表1所示。
2、各類廢水處理工藝及說明
2.1一般水洗廢水
一般水洗廢水包括一般清洗廢水和綜合廢水。一般清洗廢水產自PCB酸洗及微蝕后的水洗、電鍍銅后水洗等工序,污染物成分較單一,主要為無機鹽類。綜合廢水主要為含Cu2+、Ni2+等復雜金屬離子、多種表面活性劑及有機酸、堿的廢水,如除油后、中和后及棕化后等工序的清洗廢水。一般水洗廢水pH在2~4,將pH調至8.0左右進行混凝沉淀,去除重金屬離子后進入RO反滲透系統,產水可作為生產線用水,濃水流入有機廢水收集池進行物化—生化處理。一般水洗廢水處理工藝流程見圖1。
2.2油墨廢水
油墨廢水呈堿性,主要污染物為CODCr,且濃度很高。采用酸化—凝聚法對廢水進行預處理,將廢水泵入序批式酸析池內,酸析池內設pH自動控制儀表控制加酸量,使酸析池內pH維持在2~3,油墨廢水中的樹脂在酸性條件下析出密度較水輕的濃膠狀凝聚物,易與水分離,進入沉淀池后浮渣排入膜濃液池,產生的污泥由氣動隔膜泵打入板框壓濾機進行壓濾,廢水中的油墨及懸浮物截留于板框壓濾機內,濾液則重新排入膜濃液池中。油墨廢水的處理工藝流程如圖2所示。
2.3有機廢水
有機廢水包括車間排放的含有機物廢水及棕化、抗氧化、蓬松等工序后續清洗廢水,污染因子成分復雜,含有較高濃度的絡合Cu2+及CODCr、NH3-N。采用微電解工藝先破除絡合物,去除有機物,提高廢水的可生化性,再進入生化系統進行深度處理,保證廢水的達標排放。有機廢水處理工藝流程如圖3所示。
2.4絡合廢水
絡合廢水產生于化學沉銅和堿性蝕刻工序后續清洗廢水,該類廢水含有較多的重金屬離子且需要經過破絡處理,主要采用破絡+混凝沉淀工藝進行處理。先用泵將廢水打入破絡池,添加FeSO4進行一級反應,加堿使池內pH維持在10.5左右,加入Na2S進行二級反應,加入PAC、PAM進行混凝沉淀,上清液排至有機中間池后,再經生化池及MBR池處理達標排放。絡合廢水的處理工藝流程如圖4所示。
2.5刷磨廢水
刷磨廢水產生于PCB刷磨工序,主要污染物為銅粉,經銅粉回收機將銅粉過濾后可回用于刷磨、成型清洗。刷磨廢水的處理工藝流程:刷磨廢水→集水池→銅粉回收機→回收用于磨刷、成型。
2.6含鎳廢水
含鎳廢水來自電鍍鎳清洗,主要污染物為Ni2+、SS等,含鹽量也較低,由專用管道收集至含鎳調節池,通過間歇反應池處理然后進行離子交換,再經三級過濾后,通過反滲透處理,最終回用于車間,反滲透濃水經蒸發系統蒸發結晶后交由資質公司處理。含鎳廢水處理工藝流程見圖5。
2.7含氰廢水
PCB鍍金后進行化金處理,之后進行沉金操作將金回收,產生部分含氰廢水,此外還包括含氰廢氣洗滌水。該類廢水產生后用專用管道收集至含氰廢水收集桶,因廢水中的處理完成后通過廢水管道排入含氰廢水收集池。
2.8污泥系統工藝流程
污泥系統工藝流程如圖6所示
3、主要構筑物
3.1一般水洗廢水處理系統
收集池1座,尺寸為247m2×3.5m(H),有效容積865m3。pH調節池1座,尺寸為7.5m2×4.5m(H),有效容積33.8m3?;炷?座,尺寸為7.5m2×4.5m(H),有效容積33.8m3。
絮凝池1座,尺寸為7.5m2×4.5m(H),有效容積33.8m3。沉淀池1座,尺寸為78.5m2×4.5m(H),有效容積353m3。污泥池1座,尺寸80m2×2.0m(H),有效容積160m3。pH回調池1座,尺寸80m2×3.5m(H),有效容積280m3。超濾水池1座,尺寸80m2×3.5m(H),有效容積280m3?;赜盟?座,尺寸80m2×3.5m(H),有效容積280m3。所有構筑物均為RC+FRP結構(鋼筋混凝土襯里+纖維增強塑料)。
3.2油墨廢水處理系統
調節池1座,尺寸為30m2×5.0m(H),有效容積105m3。pH調節池2座,每座尺寸1.5m2×5.0m(H),有效容積6.8m3。酸析池1座,尺寸為5m2×4.5m(H),有效容積20.3m3。pH調節池2座,每座尺寸1.5m2×5.0m(H),有效容積6.8m3。反應池2座,每座尺寸1.5m2×5.0m(H),有效容積6.8m3。沉淀池1座,尺寸9.0m2×5.0m(H),有效容積40m3。污泥池1座,尺寸32m2×2.0m(H),有效容積60m3。膜濃液池1座,尺寸120m2×3.5m(H),有效容積400m3。所有構筑物均為RC+FRP結構(鋼筋混凝土襯里+纖維增強塑料)。
3.3有機廢水處理系統
調節池1座,尺寸為140m2×3.5m(H),有效容積450m3。pH調節池Ⅰ1座,尺寸為6m2×4.5m(H),有效容積25m3。微電解反應池1座,尺寸為20m2×4.5m(H),有效容積85m3。pH調節池Ⅱ1座,尺寸為6m2×4.5m(H),有效容積25m3?;炷?座,尺寸為6m2×4.5m(H),有效容積25m3。絮凝池1座,尺寸為6m2×4.5m(H),有效容積25m3。沉淀池1座,尺寸為63.5m2×4.5m(H),有效容積270m3。中間池1座,尺寸為18m2×5.5m(H),有效容積90m3。厭氧池2座,每座尺寸為225m2×7.5m(H),有效容積1657m3。缺氧池2座,每座尺寸為60m2×5.5m(H),有效容積320m3。好氧池2座,每座尺寸為270m2×5.5m(H),有效容積1485m3。MBR反應池2座,每座尺寸為54m2×3m(H),有效容積135m3。清水池1座,尺寸為18m2×5.5m(H),有效容積90m3。有機污泥池1座,尺寸為80m2×2.5m(H),有效容積160m3。所有構筑物均為RC+FRP結構(鋼筋混凝土襯里+纖維增強塑料)。
3.4絡合廢水處理系統
收集池1座,尺寸為60m2×3.5m(H),有效容積200m3。pH調節池Ⅰ1座,尺寸為2.25m2×4.5m(H),有效容積10m3。破絡池1座,尺寸為4.5m2×4.5m(H),有效容積20m3。pH調節池Ⅱ1座,尺寸為2.25m2×4.5m(H),有效容積10m3。反應池1座,尺寸為2.25m2×4.5m(H),有效容積10m3。沉淀池1座,尺寸為15m2×4.5m(H),有效容積65m3。所有構筑物均為RC+FRP結構(鋼筋混凝土襯里+纖維增強塑料)。
3.5含鎳廢水處理系統
調節池1座,尺寸為20m2×3.5m(H),有效容積60m3。間歇反應池1座,尺寸為4.5m2×5.0m(H),有效容積20m3。含鎳中間池1座,尺寸為20m2×3.5m(H),有效容積60m3。去鎳水池1座,尺寸為10m2×2.0m(H),有效容積15m3。污泥池1座,尺寸為16m2×2.0m(H),有效容積30m3。所有構筑物均為RC+FRP結構(鋼筋混凝土襯里+纖維增強塑料)。
4、工藝運行效果分析
各類廢水處理系統調試完畢并穩定運行后,由環境監測部門連續取樣監測,結果表明外排水總放排口出水指標均滿足GB21900—2008表2中水污染物濃度限值要求及GB8978—1996表4中一級標準要求??偡排趴诓糠殖鏊|多次取樣平均值如表2所示。
5、成本分析
該廢水處理工程總投資4736萬元,各類廢水處理量平均為5328.5m3/d。運行費用中,電費為1.65元/m3,藥劑費(PAC、PAM、次氯酸鈉、破絡劑、氫氧化鈉等)為0.87元/m3,人工費為0.38元/m3,維護費及其他為0.18元/m3,合計3.08元/m3。
6、結論
按照“分質分類"原則,采用合理的處理工藝,最終使PCB廢水總排放口出水的CODCr、Cu2+、Ni2+、CN-、NH3-N、TN、TP分別達到17、0.17、0.05、0.001、10.8、17.7、0.885mg/L,出水水質穩定,優于《電鍍污染物排放標準》(GB21900—2008)表2中水污染物濃度限值要求及《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)表4中一級標準要求。該污水處理系統工藝先進、操作便捷、自動化控制程度高。
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