磁混凝沉淀技術(shù)在電路板廢水處理中的應(yīng)用研究

郭云霄

（廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司，廣東 廣州 510663）

印制電路板廢水是指印制電路板制作過(guò)程（包含照相制版、印刷、蝕刻、電鍍及化學(xué)電鍍等）中產(chǎn)生的廢水[1]。由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜，用水量大，使用的原材料種類繁多，產(chǎn)污環(huán)節(jié)多，導(dǎo)致其產(chǎn)生的廢水化學(xué)成分復(fù)雜，是較難處理的工業(yè)廢水之一[2]。隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，政府對(duì)污染物排放企業(yè)的監(jiān)管力度增加，同時(shí)污水排放量逐年增長(zhǎng)，企業(yè)和工業(yè)園區(qū)廢水集中處理廠普遍面臨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提升，而新增建設(shè)用地緊張，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)難等問(wèn)題。因此，如何提高電路板廢水處理效率的難題亟待解決。

磁混凝沉淀技術(shù)是在常規(guī)混凝沉淀技術(shù)的基礎(chǔ)上投加磁粉，使細(xì)小的磁粉顆粒作為沉淀析出晶核，使得水中膠體顆粒與磁粉顆粒更容易碰撞脫穩(wěn)而形成絮體，可顯著提高懸浮物的去除效率[3]?；诖耍覀儗⒋呕炷恋砑夹g(shù)應(yīng)用于電路板廢水處理中，為電路板廢水改造提供技術(shù)支撐。

1 工程概況與現(xiàn)狀分析

1.1 項(xiàng)目概況

該污水處理廠建于2013年，位于廣東省某經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，主要為該工業(yè)園區(qū)電路板生產(chǎn)企業(yè)提供廢水集中處理服務(wù)，總體規(guī)劃為30 000噸/日，首期建設(shè)為12 000噸/日，目前在運(yùn)營(yíng)的為首期項(xiàng)目。處理工藝為“物化＋生化＋MBR（膜生物反應(yīng)器）膜”，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)和廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中較嚴(yán)者。

本應(yīng)用研究在原有的物化階段基礎(chǔ)上增加磁混凝沉淀工藝，進(jìn)一步提高固體懸浮物（SS）去除率和水力表面負(fù)荷，提升污水處理效率，保證污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1.2 現(xiàn)狀分析

該項(xiàng)目現(xiàn)共有8股廢水，分別為一般清洗水、含鎳氫廢水、絡(luò)合廢水、酸廢液、有機(jī)廢液、有機(jī)廢水、其他廢水和生活污水，設(shè)計(jì)規(guī)模如表1所示。其中一般清洗廢水設(shè)計(jì)規(guī)模為6 300噸/日，占總設(shè)計(jì)規(guī)模的一半以上，該股廢水的處理效率直接影響整個(gè)污水處理廠的運(yùn)行效率。由于廠區(qū)內(nèi)無(wú)可利用新征用地，無(wú)法通過(guò)新建沉淀池提高污水處理效率。因此，采用磁混凝沉淀技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造，對(duì)該技術(shù)在電路板廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行可行性研究，其進(jìn)水水質(zhì)如表2所示。

表1 進(jìn)水種類及規(guī)模表

表2 一般清洗廢水進(jìn)水水質(zhì)表

2 運(yùn)行效果分析

2.1 工藝流程

原一般清洗廢水處理工藝如圖1所示。現(xiàn)采用磁混凝沉淀技術(shù)替代原處理工藝流程中的混凝池、絮凝池和沉淀池，具體處理工藝如圖2所示。磁混凝處理裝置工藝流程如圖3所示。

圖1 原一般清洗廢水處理工藝流程圖

圖2 現(xiàn)一般清洗廢水處理工藝流程圖

圖3 磁混凝處理裝置工藝流程圖

2.2 運(yùn)行效果

2.2.1 水力表面負(fù)荷

磁混凝處理裝置沉淀池有效表面積為1.56 m2，分別控制進(jìn)水流量為20 m3/h、30 m3/h、40 m3/h，表面負(fù)荷可達(dá)到12 m3/（m2·h）以上，運(yùn)行效果平穩(wěn)，出水清澈，無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物（如表3所示）。

表3 表面負(fù)荷表

2.2.2 進(jìn)出水懸浮物濃度變化及去除率

連續(xù)30天對(duì)一般清洗廢水物化處理沉淀過(guò)程進(jìn)行了試運(yùn)行，運(yùn)行效果如圖4所示，運(yùn)行效果穩(wěn)定，SS平均去除率可達(dá)到97.72%，當(dāng)進(jìn)水SS低于1300 mg/L時(shí)，出水SS可保持低于40 mg/L。

圖4 SS變化及其去除率圖

2.3 運(yùn)行成本

2.3.1 藥劑成本

連續(xù)30天的試運(yùn)行調(diào)試過(guò)程中，對(duì)處理過(guò)程中添加的藥劑成本進(jìn)行分析可得，磁粉和PAM（聚丙烯酰胺）的噸水處理成本隨著處理量的增加而降低，當(dāng)進(jìn)水流量為30 m3/h，即水力表面負(fù)荷為19.23 m3/（m2·h）時(shí)，分別為0.044元和0.066元（如表4所示）。

表4 藥劑成本表

2.3.2 能耗成本

磁混凝沉淀技術(shù)處理過(guò)程主要依靠磁混凝處理裝置進(jìn)行，僅涉及裝置運(yùn)行電耗。該裝置主要由PAM加藥裝置攪拌器、反應(yīng)池?cái)嚢铏C(jī)、污泥泵、高速剪切機(jī)、磁粉分離器等組成，各組成部分具體功率如表5所示。由此可得，當(dāng)進(jìn)水流量為30 m3/h，即水力表面負(fù)荷為19.23 m3/（m2·h）時(shí)，噸水處理能耗為0.155元。

表5 能耗成本表

2.3.3 總成本

綜上所得，當(dāng)水力表面負(fù)荷為19.23 m3/（m2·h）時(shí)，磁混凝沉淀技術(shù)在物化處理沉淀過(guò)程中總運(yùn)行成本如表6所示，噸水處理成本為0.265元。

表6 磁混凝沉淀設(shè)備運(yùn)行成本表

3 結(jié)論

磁混凝沉淀技術(shù)應(yīng)用于電路板廢水處理中是可行的，處理效果穩(wěn)定，抗沖擊性強(qiáng)，可以在不增加沉淀池占地面積的條件下，提高污水處理效率，特別適用于對(duì)電路板廢水除SS要求高，用地緊湊的污水處理廠。改造后，物化處理階段SS平均去除率可達(dá)到97.72%，當(dāng)進(jìn)水SS低于1300 mg/L時(shí)，出水SS可保持低于40mg/L，極大地減輕了后續(xù)生化段污水處理壓力。運(yùn)行過(guò)程中，水力表面負(fù)荷可達(dá)到12 m3/（m2·h）以上，顯著提高了污水處理效率，且當(dāng)水力表面負(fù)荷為19.23 m2/（m3·h）時(shí)，物化處理沉淀過(guò)程運(yùn)行成本僅為0.265元/m3，經(jīng)濟(jì)效益顯著。