CN105541055A - 一种去除pcb电路板工业废水中锡的处理*** - Google Patents

一种去除pcb电路板工业废水中锡的处理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，包括集水井、粗格栅、一次沉淀池、pH值调节池、海藻酸-生物催化吸附净化***、曝气硝化池、生物脱氮池、二次沉淀池、净水池。本***创造性的利用了附着有海藻酸与鼠尾藻的滚动吸附刷为选择性接触反应介质，当废水中的锡离子与滚动吸附刷充分接触时，海藻酸与鼠尾藻分子链上的羟基、羧基、酰胺基会选择性的与锡离子发生络合反应，使废水中的锡被鼠尾藻高效吸附，通过固定刷将吸附反应后的鼠尾藻残渣刷除并使之自然沉降，逐渐形成污泥物质，从而使废水中的锡离子得以去除。同时，本***所使用的物料——海藻酸与鼠尾藻均为成本低廉，容易获得的物质。

Description

一种去除PCB电路板工业废水中锡的处理***
技术领域
本发明涉及一种去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，属于环境保护中的废水处理领域。
背景技术
近年来，随着电子信息工业的飞速发展，印刷电路板（PCB）的需求及产量大幅增加。我国的印刷电路板产值已占据全球总产值的25%以上，成为世界第一的印刷电路板制造基地。但是，由此产生的含锡废水污染问题也变得日益严重，除部分有价值的高浓度含锡废液由专业回收公司回收外，大量含低浓度锡的废水需处理达标排放。因此，对印制电路板工业含锡废水进行有效处理已成为企业的艰巨任务。
由于印刷电路板废水进入水体会对生态环境及人类产生广泛而严重的危害，所以对印刷电路板废水处理技术的研究日益重要。对印刷电路板含锡废水实行污水回用和金属锡回收，不仅能节约水资源、保护水环境，而且回收获得的金属锡还能有效解决金属资源短缺的问题，达到经济效益与环境效益兼顾的目标。
由于印刷电路板废水产生节点多，且成分较复杂，因此目前治理其废水的方法主要有两大类，即物理化学法和生物法，主要包括混凝沉淀、离子交换、气浮法、吸附法、铁碳微电解法、催化氧化法、生物降解法及联合处理方法等。
（1）混凝法。在印刷电路板生产过程中，会产生一些高浓度的有机废水和重金属废水。对于这种水质较为复杂的废水，混凝反应可以有效的去除废水中的胶体颗粒等，还能与溶解在水相中的有机物形成难溶性的沉淀。常用的混凝剂包括无机混凝剂和有机混凝剂两大类，其中无机混凝剂主要是FeCl3、Al2（SO4）3及其聚合物。有机混凝剂包括阳离子高分子混凝剂、两性有机高分子混凝剂、阴离子型高分子混凝剂和非离子型混凝剂。
（2）离子交换法是通过树脂中的氨基等活性基团与重金属离子进行螯合、交换反应，从而去除废水中重金属离子的方法。常用的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂和腐植酸树脂。
（3）气浮法。气浮法是向废水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫—气、水、颗粒（油）三相混合体，通过收集泡沫或浮渣以达到分离杂质、净化废水的目的。
（4）吸附法。吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理污染物，污染物中的一种或几种组分在分子引力或化学键的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。常用的吸附剂有活性炭、腐殖酸、海泡石、聚糖树脂等。
（5）铁碳微电解法。铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应。电极反应生产的产物具有很高的活性,能够跟废水中多种组分发生氧化还原反应，许多难生物降解和有毒的物质都能够被有效地降解；同时金属能够和废水中金属活动顺序排在铁之后的重金属离子发生置换反应。铁碳微电解就是通过这些作用达到去除水中污染物的目的。
（6）催化氧化法。催化氧化是指在一定压力和温度条件下，以金属材料Pt、Pd、Ni等为催化剂，以空气、氧气、臭氧等为氧化剂进行的氧化反应，包括加氧和去氢两方面的作用。利用催化氧化加强氧化剂的分解以加快废水中污染物与氧化剂之间的化学反应,去除水中的污染物。
（7）生物法及联合处理法。生物降解法，主要是利用污水处理厂返回的污泥或天然微生物对PCB废水进行处理。生物法对高浓度PCB废水的去除率不高，且降解不彻底，因而需增设化学处理以弥补上述不足，即以生物-化学联合的处理工艺治理印刷电路板废水。所以采用生物法与其他方法组合处理线路板废水越来越受关注,已报道的有混凝-接触氧化法、反渗透-电去离子（RO-EDI）脱盐***、酸化破乳-铁碳微电解-中和沉淀-SBR组合工艺等。
传统物理方法如过滤、吸附分离法所需要的日常维护费用高、处理量小和二次污染等问题。生物法的主要缺点是微生物结构的复杂性决定了微生物处理印刷电路板废水的机理非常复杂，处理时间长、受外界环境影响大、不稳定等。因此，有必要摆脱现有的处理技术思路，开辟出去除PCB电路板工业废水中重金属的新途径，进而开发一种全新形式的PCB电路板工业废水中重金属的处理技术。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，该***包括集水井、粗格栅、一次沉淀池、pH值调节池、海藻酸-生物催化吸附净化***、曝气硝化池、生物脱氮池、二次沉淀池、净水池等；其中，含锡的PCB电路板工业废水通过废水管线进入集水井，在此进行集中收集和初步稳定调节，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，在此去除工业废水中的大直径固体物质，粗格栅的出口通过废水管线连接一次沉淀池，在此进一步去除废水中的不溶物质，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，废水在此进行中和处理并进行pH值的精确调节，pH值调节池出水的pH值范围为5.0~6.5，以满足海藻酸-生物催化吸附净化***的入水pH值要求，pH值调节池的出口通过废水管线连接海藻酸-生物催化吸附净化***，海藻酸-生物催化吸附净化***排出的污泥物质外运处理，同时，海藻酸-生物催化吸附净化***的出口通过废水管线连接曝气硝化池，在此通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮，曝气硝化池的出口通过废水管线连接生物脱氮池，其作用是通过生物活性反应过程，将废水中的硝酸盐氮分解转化，从而去除硝酸盐氮，生物脱氮池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本***处理后的净化出水外排；其中，海藻酸-生物催化吸附净化***的池体采用强化玻璃钢材质，池体左侧下方装有进水阀门和伸缩推泥器，右侧上方装有出水阀门，右侧下方设有污泥排口，池体上部装有轻钢支架，其上固定有3组共9支雾化喷头，池体中部固定有3套滚动吸附刷，每套滚动吸附刷左侧各安装有1支固定刷，与滚动吸附刷贴合；经过pH值调节处理后（处理后pH值为5.0~6.5）的PCB电路板工业废水通过海藻酸-生物催化吸附净化***左侧下方的进水阀门进入净化***，位于池体中部的3套滚动吸附刷开始顺时针滚动，其上附着的海藻酸和鼠尾藻与废水中的锡离子充分接触，通过海藻酸与鼠尾藻分子链上的羟基、羧基、酰胺基选择性的与锡离子发生络合反应，使废水中的锡被鼠尾藻高效吸附，之后由固定刷将吸附反应后的鼠尾藻残渣刷除并使之自然沉降至池底部，逐渐形成污泥物质，后由伸缩推泥器推动，经污泥排口排出池体，同时，经固定刷刷除干净的滚动刷毛继续做顺时针运动至水面以上，由雾化喷头重新喷涂海藻酸-鼠尾藻混合液，使滚动吸附刷得以再生，再次经顺时针运动路径进入水中，开始新的吸附反应过程；其中pH值调节池的作用是将经过一次沉淀的废水pH值调节至5.0~6.5，以满足海藻酸-生物催化吸附净化***的入水pH值要求；其中，曝气硝化池的作用是通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮；其中，生物脱氮池的作用是通过生物活性反应过程，将废水中的硝酸盐氮分解转化，从而去除硝酸盐氮。
其海藻酸-生物催化吸附净化***的池体有效容积为225m3，其滚动吸附刷刷长4.5m，刷毛长10cm，其驱动电机的工作电压为380V，旋转周期为260s。
海藻酸-鼠尾藻混合液中，海藻酸和鼠尾藻的质量浓度分别为85.0mg/L和5.5g/L。
本发明的优点在于：
（1）本***摆脱了现有的PCB电路板工业废水处理的固有技术路线，创造性的利用了鼠尾藻与海藻酸对金属离子，尤其是锡离子的选择吸附特性，通过鼠尾藻与海藻酸分子链上的羟基、羧基、酰胺基与废水中的锡离子发生高效的络合反应，能够针对含锡废水发挥出显著的吸附净化功效，其锡离子去除效率可达99.2%。
（2）与现有的处理含锡废水的方法相比，本***的最佳适用pH值范围较广，只需简单的入水pH值调节手段，就可轻易达到***的入水pH值要求。
（3）本***利用了海藻酸和鼠尾藻这两种既常见又廉价的海产品，大大降低了运行中的物料成本，非常适合在沿海经济与工业较发达地区推广使用。
（4）本***采用了海藻酸与鼠尾藻吸附废水中锡离子的手段，不使用任何有毒化学物质，从而消除了引入新的、危害更大的污染物的风险。
附图说明
图1是本发明的设备示意图。
图中：1-集水井、2-粗格栅、3-一次沉淀池、4-pH值调节池、5-海藻酸-生物催化吸附净化***、6-曝气硝化池、7-生物脱氮池、8-二次沉淀池、9-净水池
图2是海藻酸-生物催化吸附净化***的示意图。
51-强化玻璃钢池体、52-轻钢支架、53-雾化喷头、54-滚动吸附刷、55-固定刷、56-进水阀门、57-出水阀门、58-污泥排口、59-伸缩推泥器。
具体实施方式
如图1所示的去除工业废水中重金属的处理***，该***包括集水井1、粗格栅2、一次沉淀池3、pH值调节池4、海藻酸-生物催化吸附净化***5、曝气硝化池6、生物脱氮池7、二次沉淀池8、净水池9等；其中，含锡的PCB电路板工业废水通过废水管线进入集水井1，在此进行集中收集和初步稳定调节，集水井1的出口通过废水管线连接粗格栅2，在此去除工业废水中的大直径固体物质，粗格栅2的出口通过废水管线连接一次沉淀池3，在此进一步去除废水中的不溶物质，一次沉淀池的出口3通过废水管线连接pH值调节池4，废水在此进行中和处理并进行pH值的精确调节，pH值调节池4出水的pH值范围为5.5~6.5，以满足海藻酸-生物催化吸附净化***5的入水pH值要求，pH值调节池4的出口通过废水管线连接海藻酸-生物催化吸附净化***5，海藻酸-生物催化吸附净化***5排出的污泥物质外运处理，同时，海藻酸-生物催化吸附净化***5的出口通过废水管线连接曝气硝化池6，在此通过好氧曝气过程，使废水中的各种含氮物质均转化为硝酸盐氮，曝气硝化池6的出口通过废水管线连接生物脱氮池7，其作用是通过生物活性反应过程，将废水中的硝酸盐氮分解转化，从而去除硝酸盐氮，生物脱氮池7的出口通过废水管线连接二次沉淀池8，在此将废水中的剩余不溶物质全部除去，二次沉淀池8的出口通过废水管线连接净水池9，净水池9的出口通过废水管线将经过本***处理后的净化出水外排；其中，海藻酸-生物催化吸附净化***5的池体51采用强化玻璃钢材质，池体有效容积为225m3，池体左侧下方装有进水阀门56和伸缩推泥器59，右侧上方装有出水阀门57，右侧下方设有污泥排口58，池体上部装有轻钢支架52，其上固定有3组共9支雾化喷头53，池体中部固定有3套滚动吸附刷54，刷长4.5m，刷毛长10cm，其驱动电机的工作电压为380V，旋转周期为260s，每套滚动吸附刷54左侧各安装有1支固定刷55，与滚动吸附刷54贴合；经过pH值调节处理后（处理后pH值为5.5~6.5）的PCB电路板工业废水通过海藻酸-生物催化吸附净化***5左侧下方的进水阀门56进入净化***，位于池体中部的3套滚动吸附刷54开始顺时针滚动，其上附着的海藻酸和鼠尾藻与废水中的锡离子充分接触，通过海藻酸与鼠尾藻分子链上的羟基、羧基、酰胺基选择性的与锡离子发生的络合反应，使废水中的锡被鼠尾藻高效吸附，之后由固定刷55将吸附反应后的鼠尾藻残渣刷除并使之自然沉降至池底部，逐渐形成污泥物质，后由伸缩推泥器59推动，经污泥排口58排出池体，同时，经固定刷55刷除干净的滚动刷毛继续做顺时针运动至水面以上，由雾化喷头53重新喷涂海藻酸-鼠尾藻混合液，使滚动吸附刷54得以再生，再次经顺时针运动路径进入水中，开始新的吸附反应过程；其中pH值调节池4的作用是将经过一次沉淀的废水pH值调节至5.5~6.5，以满足海藻酸-生物催化吸附净化***5的入水pH值要求；其中，海藻酸-鼠尾藻混合液中，海藻酸和鼠尾藻的质量浓度分别为85.0mg/L和5.5g/L。
通过本***处理后的PCB电路板工业废水，其锡去除效率可达99.2%。

Claims (3)

1.一种去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，其特征在于，该***包括集水井、粗格栅、一次沉淀池、pH值调节池、海藻酸-生物催化吸附净化***、曝气硝化池、生物脱氮池、二次沉淀池、净水池等；其中，含锡的PCB电路板工业废水通过废水管线进入集水井，集水井的出口通过废水管线连接粗格栅，粗格栅的出口通过废水管线连接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通过废水管线连接pH值调节池，pH值调节池的出口通过废水管线连接海藻酸-生物催化吸附净化***，海藻酸-生物催化吸附净化***排出的污泥物质外运处理，同时，海藻酸-生物催化吸附净化***的出口通过废水管线连接曝气硝化池，曝气硝化池的出口通过废水管线连接生物脱氮池，生物脱氮池的出口通过废水管线连接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过处理后的净化出水外排；其中，海藻酸-生物催化吸附净化***的池体采用强化玻璃钢材质，池体左侧下方装有进水阀门和伸缩推泥器，右侧上方装有出水阀门，右侧下方设有污泥排口，池体上部装有轻钢支架，其上固定有3组共9支雾化喷头，池体中部固定有3套滚动吸附刷，每套滚动吸附刷左侧各安装有1支固定刷，与滚动吸附刷贴合；经过pH值调节处理后pH值为5.0~6.5的PCB电路板工业废水通过海藻酸-生物催化吸附净化***左侧下方的进水阀门进入净化***，位于池体中部的3套滚动吸附刷开始顺时针滚动，其上附着的海藻酸和鼠尾藻与废水中的锡离子充分接触，通过海藻酸与鼠尾藻分子链上的羟基、羧基、酰胺基选择性的与锡离子发生的络合反应，使废水中的锡被鼠尾藻高效吸附，之后由固定刷将吸附反应后的鼠尾藻残渣刷除并使之自然沉降至池底部，逐渐形成污泥物质，后由伸缩推泥器推动，经污泥排口排出池体；同时，经固定刷刷除干净的滚动刷毛继续做顺时针运动至水面以上，由雾化喷头重新喷涂海藻酸-鼠尾藻混合液，使滚动吸附刷得以再生，再次经顺时针运动路径进入水中，开始新的吸附反应过程。
2.根据权利要求1所述的去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，其特征在于，海藻酸-生物催化吸附净化***的池体有效容积为225m3，其滚动吸附刷长4.5m，刷毛长10cm，其驱动电机的工作电压为380V，旋转周期为260s。
3.根据权利要求1所述的去除PCB电路板工业废水中锡的处理***，其特征在于，海藻酸-鼠尾藻混合液中，海藻酸和鼠尾藻的质量浓度分别为85.0mg/L和5.5g/L。
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