CN115745295A - 一种pcb生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺。印刷电路板(PCB)生产过程中产生的含铜废水首先经过多介质过滤器+机械过滤器除去大颗粒悬浮物；然后经多级纳滤***实现预浓缩；最后经多级反渗透***深度浓缩回收其中的重金属离子，浓缩液可用于电解；透析液则与综合废水一起通过多级纳滤膜，透过液即可达到排放标准。该工艺具有资源消耗低、环境污染少、经济效益好等优势。
Description
技术领域
本发明是关于一种对印刷电路板生产过程中产生的废水进行处理的方法，尤其是对印刷电路板(PCB)生产过程中产生的含铜的重金属废水的处理方法。
背景技术
随着我国现代化程度的提高，对电子产品的需求越来越大，而大多高新的电子元件多依托在印刷电路板上，因此每天都会有大量的印刷电路板出产，不可避免的会产生大量的重金属废水。PCB生产过程中会多次涉及电镀铜工序，而镀板又很容易被氧化，进行下一步处理之前需要采用盐酸及双氧水对其进行酸洗除去氧化层，于是会产生大量的酸洗废水，此类废水中主要的重金属离子含量较高。综合废水则是指在印制线路板制作过程中的除油、显影等前后处理工序中产生的含多种金属的废水，此类废水一般汇合一处，集中处理，因此统称为综合废水。大量重金属进入人体后会与生理高分子物质相互作用而使其失去活性，也可能积累在人体造成慢性中毒；重金属废水用于灌溉时，会使土壤盐渍化，影响农作物生长。因此，从人身健康、农业发展以及环境保护角度考虑，重金属废水必需经过处理，一方面可以回收其中的有价金属，更重要的是减小对环境的损害。
目前，对重金属废水的处理研究已成为冶金、环保专家共同关注的热点。目前针对重金属废水的处理技术主要有化学法、离子交换法、生物法等。但是这些方法都是将重金属污染转移到沉淀或更容易处理的形式。
公开号为CN101974695 A的专利公开了一种处理含铜废水的方法，该法主要通过调节废水的酸度后，在加入适当的添加剂的情况下，用铁置换还原其中的铜，其处理的含铜废水铜浓度在30g/L左右，在辅助一定的添加剂的条件下能够得到很高的回收率。但此法需要外加铁进行置换，且一般不能制备高品位的铜，其表面难免会有杂质存在。
中和法即向废液中投加药剂，使废水中的重金属离子形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而得以除去。碱石灰等药剂价格低廉，可以除去除汞以外的重金属，操作简便。但是中和法会生成大量的重金属渣，容易造成二次污染，而且有时候处理后的水并不能达到排放标准。
公开号为CN101003396A发明专利公开了一种印刷线路板微蚀含铜废水的处理***，其包含铜分离***，电解***，废水前处理***和废水后处理***。其铜分离***包含一台萃取分离机和一台反萃取分离机，电解***采用隔膜电解，其前后废水处理***包含隔油槽、升降吸油器等。该法能有效处理微蚀含铜废水，但其电解流程中对含铜废水的除油处理效果直接影响电解效果，不易于控制。
公告号为CN1403385的发明专利提供了一种氰系及含有重金属电镀的双循环回收方法，他包括以下步骤：回收装置进行交换、再生剂处理、破坏氰离子、回收重金属。其回收装置采用离子交换柱，吸附废水中的氰化物重金属离子，吸附饱和和解吸，解吸液再经电解工序，即可在阴极回收得到重金属。但该工艺中离子交换树脂再生困难，需经常更换，影响生产效率。
由于重金属废水传统处理工艺，尤其中和沉淀法产生的大量重金属渣已经引发多起重金属污染事件，开发新的重金属废水处理方法迫在眉睫。新的技术首先要解决的问题应该是如何彻底处理重金属废水，杜绝二次污染。同时也要考虑处理成本及产水质量以及资源回收等。膜技术是近年来发展十分迅速的一门学科，其具有工艺简单、出水水质好、处理成本低等优点，已在很多领域得到应用。其中纳滤膜对高价金属离子的截留率95％以上，反渗透膜能截留所有溶质，仅让水透过。印刷电路板生产过程产生的重金属废水含有多种金属离子，中和法容易形成二次污染，置换法消耗纯金属且产品纯度不易控制，离子交换法的成本相对膜技术较高，因此本发明所采用的膜技术处理方案无论在处理效果还是处理成本上都具有明显的优势。
发明内容
本发明的目的在于针对现有处理PCB生产过程中产生的含铜重金属废水的工艺存在的不足，提供一种节能环保的PCB生产过程中产生的含铜的重金属废水的膜处理工艺。
1.一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液：将PCB生产过程中产生的含铜废水首先经过多介质过滤器处理，得到的多介质过滤器滤液再经过装有滤袋的机械过滤器处理，得到多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液；
2)多级纳滤膜含铜的预浓缩和透析液：将多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液通过多级纳滤膜，通过纳滤过程实现含铜滤液的预浓缩，得到多级纳滤膜含铜的预浓缩液和透析液；
3)多级反渗透膜浓缩：将多级纳滤膜含铜的预浓缩液通过多级反渗透膜，实现深度浓缩，回收含铜PCB废液中的铜离子，反渗透含铜浓缩液用于PCB生产线实现铜的电镀回收利用，反渗透膜的含铜透析液可与多级纳滤膜的含铜透析液一起混合后再通过一级纳滤，得到纳滤透过液回用于生产作为冲洗水。
2.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤1)中加入的多介质过滤器包括活性炭+砂滤进行过滤，活性炭孔径范围为0.1-10微米。
3.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤1)中机械过滤器采用含有滤袋的保安过滤器，所用滤袋材质为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯类中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤2)中所述的多级纳滤的操作条件为：纳滤级数为1-3级，纳滤操作温度为10-40℃，压力为0.5-2.0MPa。
5.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤3)中所述的多级反渗透的操作条件为：反渗透操作级数为1-3级，反渗透操作温度为10-40℃，压力为1.0-4.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利2)中所述的纳滤膜的膜组件材料为有机高分子，其中膜材料为纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类中的一种，膜支撑材料为聚酯类、聚烯烃类中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利3)中所述的反渗透膜的膜组件材料为有机高分子，其中膜材料为纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类中的一种，膜支撑材料为聚酯类、聚烯烃类中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利2)中所述的纳滤膜膜组件形式为管式、平板式、卷式中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利3)中所述的反渗透膜膜组件形式为管式、平板式、卷式中的一种。
本发明将高效的膜分离技术与传统的低成本物化方法结合，形成对PCB生产过程中产生的含铜重金属废水拟采用机械过滤器+保安过滤器预处理+纳滤+反渗透两级膜过程代替传统中和沉淀法对PCB生产过程中产生的含铜重金属废水进行处理的新工艺，防止了污染的转移，新工艺具备处理效率高、环保节能和低成本等优点。在国家节能减排政策的影响下，此工艺的发展前景非常乐观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明所述工艺的流程图1。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明，而不会限制本发明。
实施例1
PCB生产过程中产生的含铜废水通过机械过滤器+保安过滤器预处理***，滤液(300升)进入膜孔径大于1nm的卷式2级纳滤***，控制纳滤***的操作温度为30℃，压力为1.25MPa；浓缩液(30L)再在温度为40℃，压力为2.0MPa的条件下经过孔径为0.2nm的卷式2级反渗透***，最终得到浓缩液(5升)，其中铜离子浓度达到3g/L，可以进入电镀工序；得到纳滤渗透液(270升)，与综合废水成分类似，故可与综合废水混合进入纳滤***，纳滤渗透液可返回生产***作为冲洗水。
实施例2
PCB生产过程中产生的含铜废水通过机械过滤器+保安过滤器预处理***，滤液(300升)进入膜孔径大于1nm的平板3级纳滤***，控制纳滤***的操作温度为35℃，压力为2.0MPa；浓缩液(60L)再在温度为40℃，压力为2.0MPa的条件下经过孔径为0.2nm的平板3级反渗透***。最终得到浓缩液(6升)，其中铜离子浓度约4g/L，可以进入电镀工序；得到纳滤渗透液(240升)，与综合废水成分类似，故可与综合废水混合进入纳滤***，纳滤渗透液可返回生产***作为冲洗水。
实施例3
PCB生产过程中产生的含铜废水通过机械过滤器+保安过滤器预处理***，滤液(300升)升进入膜孔径大于1nm的卷式纳滤***，控制纳滤***的温度为20℃，操作压力为1.25MPa。最终得到270L渗透液和30L浓缩液，浓缩液可进入一般酸洗废水的反渗透处理工序，透过液能达到国家排放标准，可直接排放。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液：将PCB生产过程中产生的含铜废水首先经过多介质过滤器处理，得到的多介质过滤器滤液再经过装有滤袋的机械过滤器处理，得到多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液；
2)多级纳滤膜含铜的预浓缩和透析液：将多介质过滤器+机械过滤器处理的含铜滤液通过多级纳滤膜，通过纳滤过程实现含铜滤液的预浓缩，得到多级纳滤膜含铜的预浓缩液和透析液；
3)多级反渗透膜浓缩：将多级纳滤膜含铜的预浓缩液通过多级反渗透膜，实现深度浓缩，回收含铜PCB废液中的铜离子，反渗透含铜浓缩液用于PCB生产线实现铜的电镀回收利用，反渗透膜的含铜透析液可与多级纳滤膜的含铜透析液一起混合后再通过一级纳滤膜，得到纳滤膜透过液回用于生产作为冲洗水。
2.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤1)中加入的多介质过滤器包括活性炭+砂滤进行过滤，活性炭孔径范围为0.1-10微米。
3.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤1)机械过滤器采用含有滤袋的保安过滤器，所用滤袋材质为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯类中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤2)的多级纳滤的操作条件为：纳滤级数为1-3级，纳滤操作温度为10-40℃，压力为0.5-2.0MPa。
5.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，步骤3)中的多级反渗透的操作条件为：反渗透操作级数为1-3级，反渗透操作温度为10-40℃，压力为1.0-4.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利2)中所述的纳滤膜的膜组件材料为有机高分子，其中膜面材料为纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类中的一种，膜面支撑材料为聚酯类、聚烯烃类中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利3)中所述的反渗透膜的膜组件材料为有机高分子，其中膜面材料为纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类中的一种，膜面支撑材料为聚酯类、聚烯烃类中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利2)中所述的纳滤膜膜组件形式为管式、平板式、卷式中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种PCB生产过程中产生的含铜废水的膜法处理工艺，其特征在于，权利3)中所述的反渗透膜膜组件形式为管式、平板式、卷式中的一种。
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