申請日2015.06.12
公開(公告)日2015.09.30
IPC分類號C02F103/16; C02F9/14
摘要
一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，包括二級除銅過程：第一級除銅去除廢水中的水合銅離子，第二級除銅去除絡合銅離子，其具體工藝包括如下步驟：廢水提升后，進入PH調整池，通過泵浦加入堿性藥劑將PH控制在8.5～9，進入快混池、慢混池，一級沉淀后的清水通過泵浦提升進入破絡池，加適量硫酸亞鐵破絡，再將廢水PH調節(jié)至8～9，過快混池、慢混池、二級沉淀后廢水進入PH回調池，進行生化處理，達標排放。本發(fā)明節(jié)約了藥劑處理成本，穩(wěn)定了排放水水質，有利于污泥減量化，有利于有回收價值資源化回收，在現(xiàn)有PCB行業(yè)廢水處理中有重大推廣價值。
摘要附圖
權利要求書
1.一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，其特征是：包括二級除銅過程：第一級除銅去除廢水中的水合銅離子，第二級除銅去除絡合銅離子，其具體工藝包括如下步驟：
(1)第一級除銅：用提升泵將綜合廢水引入PH調整池，通過泵浦往廢水中添加堿性藥劑用攪拌機進行攪拌均勻，將PH調節(jié)至8.5-9.0，采用PH計進行計量，再引入快混池，添加聚合氯化鋁PAC用攪拌機進行攪拌均勻，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用攪拌機進行攪拌均勻，再引入一級沉淀池，此時水體中的水合銅離子會跟氫氧根發(fā)生沉淀反應，生成氫氧化銅沉淀，固液分離后，銅離子得到去除，用刮泥機將污泥刮去，采用污泥泵將污泥去除;
(2)第二級除銅：一級沉淀后的清水通過泵浦提升進入破絡池，加入硫酸亞鐵破絡，用攪拌機進行攪拌均勻，再引入PH調節(jié)池，添加堿性藥劑用攪拌機進行攪拌均勻，再將廢水PH 調節(jié)至8～9，采用PH計進行計量，再引入快混池，添加聚合氯化鋁PAC用攪拌機進行攪拌均勻，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用攪拌機進行攪拌均勻，再引入二級沉淀池，用刮泥機將污泥刮去，采用污泥泵將污泥去除，二級沉淀后的廢水進入PH回調池，再加入硫酸亞鐵用攪拌機進行攪拌均勻，亞鐵離子會與水體中銅離子發(fā)生氧化還原反應，將2價的銅離子還原為1價的銅離子，1價的銅離子跟氫氧根結合的能力加強，形成不穩(wěn)定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，達到破絡的效果，從而有效去除水體中的銅離子，再添加硫化鈉，進一步去除水體中的銅離子，再進行生化處理，達標排放。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，其特征是：所述堿性藥劑為液堿、片堿、石灰中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，其特征是：所述聚合氯化鋁PAC的用量為25kg/1000立方廢水。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，其特征是：所述聚丙烯酰胺PAM 的用量為2kg/1000立方廢水。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，其特征是：所述硫化鈉的用量為50kg/1000立方廢水。
說明書
一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝
技術領域
本發(fā)明涉及一種電鍍廢水的處理工藝，具體涉及一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝。
背景技術
PCB行業(yè)廢水主要產生于PC板之濕式制程如：內層刷磨、內層顯影、內層蝕刻、內層去膜、電鍍、化學EDTA等工序。各濕式制程單元之藥液采用多種化學原料，在生產過程中排出各類老化的高濃度廢棄槽液及低濃度清洗廢水。線路板生產廢水成分復雜，并且濃度差距大，廢水中主要含Cu2+、Ni2+、COD、酸、堿、EDTA絡合離子等污染成份，若不進行有效治理，將對環(huán)境產生嚴重污染。根據(jù)各生產線工藝、藥劑、保養(yǎng)周期等不同，可將整個廢水分為：綜合廢水、有機廢水、去膜顯影廢水、EDTA絡合廢水。
廢水中主要污染物為Cu2+、pH、COD、EDTA絡合物、SS等，現(xiàn)有工藝是廢水先進入綜合廢水調節(jié)池經水質、水量調節(jié)后用提升泵將廢水提升至綜合廢水破絡反應池。在提升泵前，用管道將硫酸亞鐵藥劑桶相連，廢水在提升的過程中已添加藥劑。在酸性條件下亞鐵離子與銅離子發(fā)生氧化還原反應、物理吸附等諸多因素的協(xié)同作用下進行破絡反應達到破絡效果，廢水破絡后進入pH調整池，在此將pH調整至8.5～9.5，Cu2+、Fe3+、Fe2+等重金屬離子在堿性條件下，生產氫氧化物沉淀，然后進入快混池投入適量的混凝劑進行混凝反應，在快混池中產生較小的礬花后進入慢混池，慢混池中投入絮凝劑將快混池中的小礬花絮凝成較大的礬花進入沉淀池進行固液分離，達到更好的沉淀效果，沉淀池固液分離后的上清液進入pH回調池將pH回調到6～9，回調池出來的水進入中間池，中間池設有砂濾增壓泵，增壓泵將中間池中的廢水打入砂濾器進行過濾處理，出水到放流池后達標排放。此傳統(tǒng)工藝在水質較為惡劣的時候，尤其對于中低濃度綜合廢水很難一次處理達標，需循環(huán)處理。
現(xiàn)有工藝中，廢水在提升的過程中就已經添加硫酸亞鐵。進入水體的Fe2+會跟銅離子進行氧化還原反應，理論上Fe2+跟水合銅離子、絡合銅離子都會反應，反應后的金屬離子，通過加堿與OH-反應生成氫氧化物沉淀。加入硫酸亞鐵的目的是為了破絡，破壞絡合銅的穩(wěn)定性，最后達到銅的去除，使水質達標。但是水體中絕大多數(shù)銅為水合銅離子，只需要簡單的加堿就可以去除，真正需要使用破絡而得到去除的銅離子為極少數(shù)。根據(jù)化學反應中的離子碰撞理論，F(xiàn)e2+會絕大多數(shù)與本不需要破絡的水合銅離子進行氧化還原反應，而需要進行破絡反應的絡合銅離子得不到足夠量的亞鐵離子。現(xiàn)有工藝利用硫酸亞鐵、硫化鈉作為破絡劑，用量特別大，導致藥劑成本偏高。隨著大劑量硫酸亞鐵的使用，會極大增加液堿、石灰的用量。與此同時沉淀池會產生大量含銅污泥，極易造成沉淀池起浮泥，影響后續(xù)廢水正常排放。因此，迫切需要提供一種新型的處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的工藝來替代以上傳統(tǒng)的方法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，從而解決背景技術中存在的問題。
本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：
一種處理PCB電鍍中低濃度綜合廢水的二級除銅工藝，包括二級除銅過程：第一級除銅去除廢水中的水合銅離子，第二級除銅去除絡合銅離子，其具體工藝包括如下步驟：
(1)第一級除銅：用提升泵將綜合廢水引入PH調整池，通過泵浦往廢水中添加堿性藥劑用攪拌機進行攪拌均勻，將PH調節(jié)至8.5-9.0，采用PH計進行計量，再引入快混池，添加聚合氯化鋁PAC用攪拌機進行攪拌均勻，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用攪拌機進行攪拌均勻，再引入一級沉淀池，此時水體中的水合銅離子會跟氫氧根發(fā)生沉淀反應，生成氫氧化銅沉淀，固液分離后，銅離子得到去除，用刮泥機將污泥刮去，采用污泥泵將污泥去除;
(2)第二級除銅：一級沉淀后的清水通過泵浦提升進入破絡池，加入硫酸亞鐵破絡，用攪拌機進行攪拌均勻，再引入PH調節(jié)池，添加堿性藥劑用攪拌機進行攪拌均勻，再將廢水PH 調節(jié)至8～9，采用PH計進行計量，再引入快混池，添加聚合氯化鋁PAC用攪拌機進行攪拌均勻，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用攪拌機進行攪拌均勻，再引入二級沉淀池，用刮泥機將污泥刮去，采用污泥泵將污泥去除，二級沉淀后的廢水進入PH回調池，再加入硫酸亞鐵用攪拌機進行攪拌均勻，亞鐵離子會與水體中銅離子發(fā)生氧化還原反應，將2價的銅離子還原為1價的銅離子，1價的銅離子跟氫氧根結合的能力加強，形成不穩(wěn)定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，達到破絡的效果，從而有效去除水體中的銅離子，再添加硫化鈉，進一步去除水體中的銅離子，再進行生化處理，達標排放。
所述堿性藥劑為液堿、片堿、石灰中的一種，用量由PH計自動控制，廢水PH8.5會自動加藥，高于9.0會自動停藥，其用藥量由調節(jié)池廢水PH 值決定，廢水越酸所要的加堿量越大，廢水PH越高所要的加堿量越少。
所述聚合氯化鋁PAC的用量為25kg/1000立方廢水。
所述聚丙烯酰胺PAM 的用量為2kg/1000立方廢水。
所述硫化鈉的用量為50kg/1000立方廢水。
第一級除銅工藝完成，通過直接加堿的方式，可以去除水體中的水合銅離子，此時一級沉淀池出水的含銅量一般為2-10mg/L，出水進入第二級除銅段繼續(xù)去除絡合銅離子。
第二級除銅工藝完成，通過硫酸亞鐵、硫化鈉可以去除水體中的絡合銅離子。二級沉淀池出水的含銅量一般為0.2mg/L-0.3mg/L。出水經檢測達標后可以排放或是COD有更高要求可以進后續(xù)生化處理系統(tǒng)。
銅離子在水體中有不同的存在形態(tài)，在酸性條件下，大部分銅離子是與水分子配位結合為水合銅離子;還有少量銅離子會與離子官能團，如銨根離子、EDTA、草酸根離子、檸檬酸離子進行配位結合成較為穩(wěn)定的且溶于水的絡合銅離子。銅離子跟不同離子或是官能團結合，會形成性質不同的離子存在形態(tài)。水合銅離子，隨著水體中OH-濃度的提高，即隨著PH 值的升高，Cu2+會與OH-形成Cu(OH)2沉淀，當水體PH達到8.5時，水體中的水合銅離子形成氫氧化物沉淀析出。
水體中的絡合銅離子與水合銅離子有不同性質，銅離子與少數(shù)離子結合的能力大于與OH-結合的能力，所形成的絡合銅離子比Cu(OH)2更為穩(wěn)定，所以較為穩(wěn)定的絡合銅離子不能用直接加堿的方式去除，絡合銅的去除，要首先破壞原有絡合銅的穩(wěn)定性�？偟膩碚f，亞鐵離子會與水體中銅離子發(fā)生氧化還原反應，將2價的銅離子還原為1價的銅離子，1價的銅離子跟氫氧根結合的能力加強，形成不穩(wěn)定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，達到破絡的效果，從而有效去除水體中的銅離子。
本發(fā)明具有以下有益效果：
1、本發(fā)明通過二級除銅工藝，亞鐵離子只需要用來去除水體中的絡合銅離子，用量自然會減少，硫酸亞鐵用量的減少，也會使液堿、石灰的用量減少，而硫酸亞鐵、液堿、石灰占據(jù)了藥劑成本的大部分，因此大大降低了藥劑成本。
2、、兩級去銅工藝有利于消除車間排水的波動對廢水處理穩(wěn)定的影響，可增加對廢水調控的手段。
3、經兩級沉淀處理，出水COD進一步降低，固體藥劑的加藥量會明顯減少，可減少系統(tǒng)污泥量，同時也可相應提高污泥含銅量。根據(jù)實驗核算，單位廢水處理成本可以下降20%-30%，廢水處理的污泥量會下降25%-35%，污泥含銅量會上升0.5%-2%。
本發(fā)明節(jié)約了藥劑處理成本，穩(wěn)定了排放水水質，有利于污泥減量化，有利于有回收價值資源化回收，在現(xiàn)有PCB行業(yè)廢水處理中有重大推廣價值。
