線路板藥劑廢水的物理—化學(xué)預(yù)處理工藝

張汝嘉

（廣州市中綠環(huán)保有限公司 廣東廣州 510000）

線路板藥劑成分復(fù)雜，配方均為強(qiáng)酸強(qiáng)堿、高分子及絡(luò)合物。藥劑研發(fā)、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水污染物濃度高，單一預(yù)處理工藝難以滿足后續(xù)生化工藝的要求。為此，需使用多種物化反應(yīng)結(jié)合的工藝對此類廢水進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水可生化性，保證達(dá)標(biāo)排放。

1 工程背景

某線路板藥劑廠排出的廢水，根據(jù)環(huán)境評價(jià)報(bào)告，組成如下（水質(zhì)見表1）：

（1）生產(chǎn)廢水：酸堿廢水、含銅廢水、有機(jī)廢水；（2）研發(fā)廢水：化學(xué)沉銅、酸/堿蝕刻、化學(xué)清洗、棕化及顯影等試驗(yàn)廢水；（3）地面沖洗水：車間地面沖洗水。

表1 廢水水質(zhì)

廢水經(jīng)收集后混合處理，執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。

2 工藝確定

此類高濃度有機(jī)廢水通常采用酸析[1]、Fenton[2]等工藝，將高分子有機(jī)物、絡(luò)合物轉(zhuǎn)化為小分子及重金屬離子，出水再以混凝-絮凝-沉淀工藝處理[3]，最后進(jìn)入生化段進(jìn)行處理[3]。

廢水物化預(yù)處理工藝確定為酸析-Fenton-混凝沉淀，出水進(jìn)入生化段。為獲得工藝參數(shù)，對廢水進(jìn)行小試。

3 小試

3.1 實(shí)驗(yàn)過程

3.1.1 酸析：取5000mL廢水，以20%H2SO4調(diào)節(jié)pH至2.0后攪拌均勻，添加少量粉末活性炭，攪拌反應(yīng)30min后以濾紙過濾，收集濾液。

3.1.2 Fenton：酸析后濾液取4800mL分為6等份，每份800mL，分別標(biāo)記為FentonA、FentonB、FentonC、FentonD、FentonE及FentonF。Fenton反應(yīng)藥劑理論摩爾比Fe2+:H2O2=1:10，摩爾比Fe2+:H2O2，藥劑量根據(jù)質(zhì)量比COD:H2O2而定。設(shè)酸析出水COD=5000mg·L-1，水樣按不同的COD:H2O2質(zhì)量比加藥（表2）。稱取規(guī)定量的FeSO4·7H2O加入廢水，攪拌均勻后加入規(guī)定量的H2O2，以磁力攪拌器攪拌反應(yīng)30min。反應(yīng)后過濾，收集濾液。

表2 Fenton 反應(yīng)加藥量

3.1.3 混凝反應(yīng)：Fenton反應(yīng)后的6份濾液以NaOH調(diào)節(jié)pH=8.5，加入Na2S[4][5]，攪拌反應(yīng)5min，按參考數(shù)據(jù)[6]加入1.5mg·L-1PAM，緩慢攪拌5min后靜置。沉淀15min后過濾。

3.2 小試結(jié)論

出水水質(zhì)檢測結(jié)果見表3。根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)，Cu≤0.50mg·L-1，Zn≤2mg·L-1，Mn≤2mg·L-1。除A類外，其他5類均滿足重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)。B類樣品加藥量最低（Fenton藥劑質(zhì)量比COD:H2O2=1:1.00），出水COD<800mg·L-1，Cu<0.5mg·L-1，Zn<2.0mg·L-1，Mn<2.0mg·L-1。C~F類雖效果更好，但藥劑量大、產(chǎn)泥多、沉淀時間過長。

表3 出水水質(zhì)檢測

4 工程階段

4.1 工藝流程

污水站物化預(yù)處理工藝流程見圖1，緩沖槽出水至生化區(qū)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)及選型如下：

（1）原水槽：1個，有效容積15m3，停留時間7.5h。

（2）提升泵：4臺，每臺流量3m3·h-1，揚(yáng)程12m，功率0.4kW。

（3）污泥泵：3臺，流量30L·min-1，揚(yáng)程60m，壓縮空氣量0.28m3·min-1。

（4）酸析-沉淀槽：1個，有效容積12m3，停留時間6h，工藝如下：

a.pH調(diào)節(jié)：反應(yīng)0.5h，投加H2SO4，調(diào)節(jié)pH值至2；

b.酸析：反應(yīng)4h，投加粉末活性炭；

c.沉淀：沉淀1h，排泥0.5h。

（5）Fenton-沉淀槽：1個，有效容積12m3，停留時間6h，工藝如下：

d.pH調(diào)節(jié)：反應(yīng)1h，投加H2SO4及NaOH調(diào)節(jié)pH值至3~4；

e.Fenton反應(yīng)：反應(yīng)3h，投加FeSO4及H2O2；

f.沉淀階段：沉淀1h，排泥1h。

（6）混凝-沉淀槽：1個，有效容積8m3，停留時間4h，工藝如下：

g.pH調(diào)節(jié)：反應(yīng)0.5h，投加NaOH調(diào)節(jié)pH值至8.5~9.5；

h.混凝：反應(yīng)0.5h，投加Na2S；

i.絮凝：反應(yīng)0.5h，投加PAM；

j.沉淀：沉淀2h，排泥0.5h。

（7）緩沖槽：1個，有效容積1m3，停留時間0.5h。

藥劑：FeSO4·7H2O，固體NaOH，50%H2SO4，Na2S，PAM，30%H2O2，粉末活性炭。

圖1 污水站物化預(yù)處理工藝流程

4.2 調(diào)試效果

進(jìn) 水 COD 4300~5200mg·L-1、Cu2+155~190mg·L-1、Zn2+110~130mg·L-1及總錳65~85mg·L-1，以H2SO4調(diào)節(jié)pH至2.0~2.5進(jìn)行酸析，反應(yīng)后投加Fenton藥劑（質(zhì)量比COD:H2O2=1:1.00，摩爾比Fe2+:H2O2=1:10）；Fenton反應(yīng)后回調(diào)pH至8.5~9.5進(jìn)行混凝-沉淀。調(diào)試30天，物化出水COD、Cu2+、Zn2+及總錳平均值分別為796mg·L-1，0.47mg·L-1，1.94mg·L-1及1.96mg·L-1，平均去除率分別為83.8%，99.7%，98.3%及97.3%（圖2）。物化調(diào)試30天，Cu2+、Zn2+及總錳在處理后基本全部達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)試出水COD=700~800mg·L-1，基本達(dá)到預(yù)期要求。

5 討論

（1）調(diào)試階段處理效果較好，但加藥量大，反應(yīng)效率有待提高。

（2）Fenton反應(yīng)產(chǎn)泥量大，需進(jìn)一步優(yōu)化。

（3）一體式反應(yīng)器控制精度有待提高。

（4）污水站處理工藝復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用偏高。

圖2 調(diào)試階段污染物去除情況

[1]何春玲,線路板行業(yè)廢水處理技術(shù)的應(yīng)用研究[J],廣東化工,2010(7):204-206.

[2]游勇,宋少華,鄭帥飛.微電解-H2O2-混凝預(yù)處理印刷線路板廢水的研究[J],重慶科技學(xué)院院報(bào),2011,13(1):120-122.

[3]秦琦,宋乾武,代晉國,等.印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估[J],中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2011(2):48-50.

[4]鐘烘軍.線路板廢水處理工藝研究[C],中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集,2012(3):1795-1797.

[5]甄豪波.重金屬捕集劑研究進(jìn)展[J],廣東化工,2013(16):84,93.

[6]蘇志權(quán).正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化線路板廢水處理效率的最佳條件[J],廣東化工,2011(5):180-181,150.