电路板综合废水处理工艺

蔡汇川

(江西省环境保护科学研究院，江西 南昌 330039)



电路板综合废水处理工艺

蔡汇川

(江西省环境保护科学研究院，江西 南昌 330039)

电路板废水中的成分比较复杂，含有镍、铜等重金属离子、氰化物等，有机物含量较高，水质和水量不稳定，给废水处理领域造成较大的困难；处理的成本较大。本次废水处理实例中采用“二级物化处理+重金属过滤器+4S-MBR”，工艺处理效果好，出水能够达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2标准要求，采用该方法去除污染物的效果最好。

电路板板废水 Cu 4S-MBR

电路板废水成分主要为pH、Cu2+、COD、Ni2+、CN-、SS，主要分为含氰废水、含镍废水、油墨废水、其它废水等，含镍废水经处理后回用，含氰废水、油墨废水经破氰处理和酸化处理后与其它废水一起混合形成综合处理，主要成分为pH、Cu2+、COD，传统方法采用混凝沉淀处理+生化+RO处理，根据实践该方法成本较高，占地面积大，处理的时间长，出水不稳定，经常出现超标排放，且容易堵塞系统膜元件，本方法采用硫化沉淀+重金属过滤器(0.3-1μm特种膜)处理，生化采用4S-MBR，很好解决了以上问题，废水出水可满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2标准要求。

1工程概况

某线路板科技有限公司是一家从事电子线路板设计、生产和销售的高新技术企业，公司设计生产各种线路板，用于各种电路线路控制和电器产品的集成部件、整机配套，属于技术含量高的高新产业，计划投资建设高精密多层电路板项目，根据该公司老厂的实际运行情况，废水中铜主要结构相对稳定的络合铜(EDTA-铜络离子)存在，为使出水铜达标，必须设置占地面积较大的混凝沉淀池，经多级沉淀处理后，采用AO生化处理后，铜离子仍需经RO处理，方可达标外排，在实际运行中，RO处理过程中，经常发生堵塞系统膜元件的事故，导致事废水外排的情况，且运行过程中，操作难度大，使用的原料、人力成本较大，经研究采用先进的物化处理器、兼氧膜生物反应器(4S-MBR)处理，废水可稳定达标，且成本不高。

表1 废水水质及排放标准

2 硫化除铜、重金属过滤器效果

2.1 实验内容

考察硫化钠、重金属过滤器对Cu2+处理效果及pH影响。

2.2 实验材料、仪器及药品

重金属过滤器(0.6m2)、反应器(300×300×200mm)、进水泵、搅拌机(30r/min)。

2.3 实验方法

(1)测定废水的pH(6-8)、总铜浓度(10-20)，用20%的氢氧化钠溶液调整废水的pH，设置16个水样，pH为8.0、9.0、10.0、11.0各4份。

(2)根据硫化钠与总铜的比例(1：1、1.5：1、2.0：1、2.5：1)，分别加入pH为8.0、9.0、10.0、11.0的水样中。

(3)搅拌10min后，静置沉淀0.5h，取上清液测定总铜的浓度。

2.4 测定方法

pH采用玻璃电极法，总铜采用ICP-AES方法。

2.5 试验结果

图1 试验结果

不同Na2S/Cu和pH下总铜去除率如下表：

表2 不同Na2S/Cu和pH下总铜去除率

由实验可知，pH值越高，Na2S/Cu比例越大，总铜去除效率越高，控制pH≥9.0，Na2S/Cu≥1.5，对总铜的去除效率稳定在85%以上，经二级处理后可达到90%以上，处理效率高。

3 4S-MBR废水实验

3.1 实验内容

考察MBR工艺对物化处理后线路板废水深度处理效果。

3.2 实验材料、仪器及药品

膜组件(1.0m2)、MBR反应器(600×550×600mm)、进水泵、控制箱、空压机。

3.3 实验流程

图2 实验流程

3.4 实验方法及水质

试验水质：COD50-200mg/L，pH6-8，污泥浓度控制在4000-6000mg/L，曝气气水比在25-30，营养盐由淀粉、尿素、磷酸氢钙分别提供C、N、P元素，比例按C：N：P为100：5：1进行投加，考察MBR反应器对该废水处理效果及运行条件。

(1)由水泵控制进水量在10-20L/h，连续进水。

(2)出水由手动控制，开10min，停5min。

(3)连续30d抽样测试分析。

3.5 实验测定项目

测定结果如下表：

表3 实验测定结果

由上表可知，驯化期以后，经4S-MBR处理后，出水的COD浓度在30-50mg/L，去险率在60-70%之间，经预处理后的电路板综合废水中有机物均为难降解物质，经过投加营养素，易生化降解，经4S-MBR处理，出水可满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2中80mg/L的要求。

4 废水处理工艺

4.1 废水处理工艺的选择

由于废水的有机物含量比较高，成分比较复杂，而且水质水量变化比较大，物质主要是含有难降解的有机物、总铜等，所以在进行处理之前进行预处理，经过预处理之后的废水再经过二级物化处理+重金属过滤器+4S-MBR”处理之后能够达标排放，针对该厂废水的废水水质和水量，本工艺主要是采用预处理+二级物化处理+重金属过滤器+4S-MBR，工艺流程见图3。

图3 工艺流程示意图

4.2 工艺流程说明

油墨废水采用酸化处理，调节池水节停留时间5h，酸化池停留时间1.5h，COD处理效率75%以上，经酸化处理后COD浓度在1500-2500mg/l，进入综合废水调节池；含氰废水采用两级破氰处理，进入综合废水池，其它废水进入综合池，综合废水主要污染物有Cu2+、COD，废水经均化后，进行一级反应池，加入NaOH、Na2S，pH调节到10-11，经重金属污水处理过滤器处理，去除效率Cu2+85%以上，经处理后废水与预处理的含氰废水一起进入二级反应池，加入Na2S，经重金属污水处理过滤器去除Cu2+，经pH调节中性，进入4S-MBR处理。重金属污水处理过滤器采用0.3-1μm的特种膜组成，代替普通沉淀工艺，达到固液分离和污泥浓缩的目的，对微小颗粒去除率高。

4S-MBR工艺是利用兼性厌氧菌的生物降解特性开发的兼氧膜生物反应器，有机物的降解主要是通过形成较高浓度的污泥在兼性厌氧性菌作用下完成的，大分子有机污染物是被逐步降解为小分子有机物，最终氧化分解为二氧化碳和水等稳定的无机物质，如图4：

图4 工艺流程说明

基本形式及水力特性如图5：

图5 基本形式及水力特性

兼氧膜生物反应器的曝气作用，使膜组件内部区域属于好氧区，膜组件外侧区域属于缺氧区；由于在膜组件底部进行曝气，产生了气提效果，膜箱内部区域气水向上流动，膜箱外侧区域水流向下流动形成了横向环流。系统内的污水可连续交替地经过好氧区和缺氧区，不断进行好氧兼氧生物降解，有利于提高污染物的去除效果。

具有以下特点：

①处理效果好，出水可达到回用水平

由于膜的高效截留作用，反应器内活性污泥浓度大，污染物去除效率高，出水稳定，可实现污水就近回用。

②污泥产生量小

4S-MBR工艺通过强化有机污泥在系统中的自身消化，实现了有机污泥在系统中的大幅度减量。同时系统通过不排泥方式运行，污泥自身消化速率达到动态平衡，反应器内维持了与进水水质相匹配的高浓度活性污泥，基本不排放有机剩余污泥。

③能同步脱氮除磷

4S-MBR工艺通过提高气化除磷微生物在生化系统中的比例，强化了“气化除磷”效果，突破了传统排泥除磷的技术观念。

④运行能耗较低

4S-MBR工艺通过改变传统单一好氧膜生物反应器工艺以好氧微生物为主的菌相结构及提高氧利用率，减少了系统生化需氧量及曝气冲刷无效能耗，使该项技术在各项技术指标优于常规生化工艺情况下，综合运行成本与常规生化工艺相当。

⑤可实现无人值守

系统通过采用PLC自动控制及GPRS远程监控，基本可实现无人值守运行，大大降低了废水处理站操作人员配备数量和劳动强度。

⑥运行成本低

4S-MBR工艺占地面积较常规工艺大幅减少，布局灵活，系统通过降低运行能耗，吨水运行电耗仅0.36 kW·h/m3，吨水处理成本仅0.3-0.5元。

设计进水水质范围：COD：60-200 mg/L；BOD：50-200 mg/L；NH3-N：10-30 mg/L；SS：50-200 mg/L。

设计出水水质范围：出水COD：<50 mg/L；BOD：<10 mg/L；NH3-N：<5 mg/L；SS：

5 结论

经过对线路板废水特点的研究表明，废水铜以络合铜存在，采用硫化除铜+重金属过滤器处理，控制这pH大于9.0，Na2S/Cu大于1.5，对总铜处理效率可稳定在85%，总铜可满足标准要求；废水经4S-MBR处理，COD处理效率高，可稳定达标，同时具有污泥产生量小、运行能耗低、运行成本低等的优点，废水出水可满足《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2标准要求，适合电路板行业废水的处理。

[1]华松林，何淦锋，何明.线路板板废水处理工艺的探讨[J].工业安全与环保，2002(8)：15-17.

[2]谢东方.印制线路板废水处理技术应用实践[J].安全与环境工程，2005(1)：43-45.

Treatment of Circuit board integrated wastewater process

CAI Hui-chuan
(JiangxiAcademyEnvironmentalSciences，JiangxiNanchang330039)

PCB wastewater composition is more complex，containing nickel，copper and other heavy metals，cyanide and other，high organic content，unstable water quality and quantity，resulting in greater difficulties for wastewater treatment，It is large cost process.The examples used in wastewater treatment，“two physico-chemical treatment and heavy metal filter and 4S-MBR”，process effect is ok，Water can be achieved，“plating pollutant emission standards”(GB21900-2008)Table 2 standards，using this method for removing contaminants best.

PCB wastewater Copper 4S-MBR