PCB 板生產(chǎn)廢水處理的工程實(shí)例

■李 健，張智良，吳 寅，夏文彥 ■中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司，湖北 武漢 430081

湖北省某PCB 廠，主要從事印制線路板的生產(chǎn)，年生產(chǎn)HDI 板180萬平方米。PCB 廢水來自生產(chǎn)過程中各道工序的清洗水及部分廢棄的槽液，廢水成分復(fù)雜、處理難度大［1］。該廠投資3000 多萬元興建廢水處理系統(tǒng)，對(duì)含污染物類別和濃度不同的廢水分類收集、分質(zhì)預(yù)處理，最后再綜合處理。該廢水處理站已正常運(yùn)行2 年，出水水質(zhì)中總鎳、總銀、總銅、總氰化物指標(biāo)均滿足《電鍍污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900 -2008)表2 的要求，pH、SS、COD、氨氮等指標(biāo)達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S納管標(biāo)準(zhǔn)。

1 進(jìn)出水水質(zhì)

PCB 板生產(chǎn)用水量大，廢水種類多，污染物成分復(fù)雜。根據(jù)分類收集、分質(zhì)處理的原則，和該廠的廢水特點(diǎn)，將生產(chǎn)廢水分為一般水洗水、油墨廢水、化銅微蝕水、雙氧水廢液、化銅廢液、高COD 廢液、棕化廢液、棕化廢水、高錳酸鉀廢液、鎳系廢水、氰系廢水、電鍍廢液、廢酸廢液、化銀水洗水、銅氨廢水等15 類。幾股主要廢水的水量水質(zhì)見表1。

表1 廢水水量及水質(zhì)情況

考慮到該廠各系統(tǒng)非同時(shí)滿載運(yùn)轉(zhuǎn)，處理規(guī)模設(shè)計(jì)為14000m3/d。本工程出水水質(zhì)中總鎳、總銀、總銅、總氰化物指標(biāo)均要求滿足《電鍍污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900 -2008)表2 的要求，pH、SS、COD、氨氮等指標(biāo)執(zhí)行本地污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)。具體指標(biāo):pH 值為6～9，總銅≤0.5mg/L，總氰化物≤0.3mg/L，氨氮≤25mg/L，懸浮物≤50mg/L，CODCr≤300mg/L，總鎳≤0.5mg/L，總銀≤0.3mg/L。

2 工藝流程

(1)油墨廢水經(jīng)均質(zhì)后進(jìn)入加氣酸析池，調(diào)整pH 值，酸析以去除大量COD 及浮渣。再經(jīng)過兩級(jí)反應(yīng)沉淀，排入生化處理系統(tǒng)。

(2)化銅微蝕水經(jīng)均質(zhì)后進(jìn)入反應(yīng)池1，在酸性條件下投加鐵鹽和雙氧水破絡(luò)，去除COD 后與含銅廢水匯合，進(jìn)入pH 調(diào)整池，調(diào)節(jié)pH 至8.5～9.5，形成氫氧化銅沉淀，出水進(jìn)入一般水洗水處理系統(tǒng)。

(3)高COD 廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池收集后，投加一定量的H2SO4和FeSO4，釋放出游離性Cu2+，然后進(jìn)入反應(yīng)池，加堿調(diào)整廢水的pH 值至中性，投加一定量的PAC 和PAM 形成絮狀物，進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離。上清液進(jìn)入Feton 反應(yīng)池，蒸汽加熱，通過投加H2SO4及FeSO4和H2O2等藥劑，充分反應(yīng)，廢水中一些難以降解的大分子復(fù)雜物質(zhì)被分解成小分子，反應(yīng)池出水進(jìn)入油墨廢水的二級(jí)反應(yīng)沉淀處理系統(tǒng)進(jìn)行再處理。

(4)棕化廢水經(jīng)均質(zhì)后，用泵提升至間歇反應(yīng)的Feton 反應(yīng)池，投加H2SO4和FeSO4調(diào)節(jié)pH 至2～4，在氧化池投加H2O2充分氧化，廢水中的絡(luò)合態(tài)物質(zhì)被氧化成離子態(tài)，再調(diào)整廢水pH 值后，進(jìn)入反應(yīng)池和沉淀池，沉淀出水排入化銅微蝕水處理系統(tǒng)。

(5)鎳系廢水采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理，廢水用泵提升至pH 調(diào)整池，投加NaOH 和FeSO4，形成氫氧化鎳沉淀，上清液用泵提升至砂濾器和離子交換器，出水進(jìn)入一般水洗水調(diào)節(jié)池。

(6)對(duì)氰系廢水采用堿性氯化法兩級(jí)破氰，第一階段是將氰化物氧化成氰酸鹽，第二階段是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和氮?dú)猓?］。采用二氧化氯作為氧化劑，破氰后的廢水進(jìn)入活性炭吸附塔。吸附處理后的廢水進(jìn)入一般水洗水處理系統(tǒng)。

(7)化銀水洗水經(jīng)均質(zhì)后，用泵提升至間歇反應(yīng)的Feton 反應(yīng)池，然后投加H2SO4和FeSO4、H2O2充分氧化，廢水中的絡(luò)合態(tài)物質(zhì)變成離子態(tài)，再調(diào)整pH 值后，進(jìn)入混合池和絮凝池，沉淀出水排入一般水洗水處理系統(tǒng)。

(8)銅氨廢水經(jīng)收集后，先加堿調(diào)整pH 值后進(jìn)入脫氨池，投加二氧化氯破除銅氨絡(luò)合鍵后，在加熱的條件下將銨根離子轉(zhuǎn)化成氨氣后吹脫去除，再通過沉淀將Cu2+去除，沉淀池出水進(jìn)入化銅微蝕水處理系統(tǒng)。其中產(chǎn)生的氨氣采用負(fù)壓收集系統(tǒng)收集，用洗滌塔吸收處理，潔凈空氣高空排放。

(9)一般水洗水和其它經(jīng)預(yù)處理后的廢水，一并排入到一般水洗水調(diào)節(jié)池，再用泵提升至反應(yīng)1 池，投加H2SO4和FeSO4，破絡(luò)后加堿調(diào)整廢水的pH 值至中性，再投加一定量的Na2S，使廢水中的金屬離子形成硫化物沉淀，上清液用泵提升至砂濾器，濾后水進(jìn)入pH 調(diào)整池，最后在檢測池檢測達(dá)標(biāo)后外排。

3 主要處理系統(tǒng)和構(gòu)筑物

3.1 油墨廢水預(yù)處理系統(tǒng)

(1)調(diào)節(jié)池。1 座，停留時(shí)間16.2h。

(2)加氣酸析池。2 座，停留時(shí)間1.7h。

(3)沉淀池。1 座，表面負(fù)荷0.6m3/m2·h。

3.2 高COD 廢水預(yù)處理系統(tǒng)

(1)調(diào)節(jié)池。1 座，停留時(shí)間10.0h。

(2)pH 調(diào)整池。1 座，停留時(shí)間0.8h。

(3)中和反應(yīng)池。1 座，停留時(shí)間0.8h。

(4)沉淀池。1 座，表面負(fù)荷0.8m3/m2·h。

3.3 鎳系廢水預(yù)處理系統(tǒng)

(1)調(diào)節(jié)池。1 座，停留時(shí)間24.0h。

(2)pH 調(diào)整池。1 座，停留時(shí)間2.3h。

(3)沉淀池。1 座，表面負(fù)荷0.8m3/m2·h。

(4)砂濾器，1 臺(tái)，直徑1.5m，過濾速度8～10m/h，產(chǎn)水能力14.1～17.6 m3/h。

(5)離子交換樹脂塔，1 臺(tái)，直徑1.5m，全自動(dòng)陽離子交換器。

3.4 氰系廢水預(yù)處理系統(tǒng)

(1)調(diào)節(jié)池。1 座，停留時(shí)間24.0h。

(2)一級(jí)破氰池。1 座，停留時(shí)間2.3h。

(3)二級(jí)破氰池。1 座，停留時(shí)間2.3h。

(4)活性炭吸附塔。1 座，直徑1.5m，高5.2m，逆流式洗滌塔。

3.5 一般水洗水處理系統(tǒng)

(1)調(diào)節(jié)池。1 座，停留時(shí)間14.3h。

(2)反應(yīng)1 池。1 座，停留時(shí)間0.81h。

(3)中和池。1 座，停留時(shí)間0.81h。

(4)反應(yīng)2 池。1 座，停留時(shí)間0.81h。(5)沉淀池。4 座，表面負(fù)荷0.7m3/m2·h。

(6)砂濾器。6 臺(tái)，直徑3.2m，過濾速度10～12m/h，產(chǎn)水能力96～115 m3/h。

(7)pH 調(diào)整池。1 座，停留時(shí)間0.07h。

4 處理效果

該工程于2013 年1 月建成完工并投入運(yùn)行，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，于2013 年8 月通過環(huán)保驗(yàn)收。處理效果見表2。

表2 廢水處理站處理效果一覽表

5 經(jīng)濟(jì)分析

廢水處理站總占地面積8316m2，運(yùn)行成本為4.58 元/m3，其中:電費(fèi)為0.07 元/m3，人工費(fèi)0.21 元/m3，藥劑費(fèi)4.30 元/m3。

6 總結(jié)

(1)PCB 生產(chǎn)廢水種類很多，成分復(fù)雜，必須分類收集、分質(zhì)處理。否則污染因子相互干擾，不僅處理難度大，難以保證達(dá)標(biāo)，而且處理成本高。

(2)本工程中使用的Feton 工藝，均為間歇式操作，并且在中溫條件下進(jìn)行，配合自動(dòng)控制系統(tǒng)，充分保證了反應(yīng)時(shí)間，耐大水量和高濃度負(fù)荷的沖擊。

(3)廢水處理站產(chǎn)生的電鍍污泥重金屬含量較高，湖北省大冶地區(qū)有專業(yè)處置危險(xiǎn)廢物的冶煉廠，將污泥作為冶煉廠的原料進(jìn)行資源化回收，可以較好的解決電鍍污泥的二次污染問題。

［1］黃振雄.印制電路板廢水處理工程.廣東化工:2014.41(13):194～196.

［2］汪大翚，徐新華，宋爽，等.工業(yè)廢水中專項(xiàng)污染物處理手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002:192 -196.