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超详解:电子工业废水处理工艺及案例分析

作者:admin 发布时间:2019-11-30 20:45

  自90年代今后,环球电子行业繁荣生长,惹起了寰宇各邦政府的高度珍惜。中邦的电子工业历经众年的变革绽放,渐渐成为“寰宇电子产物创设业的加工场”。正在电子产物及联系金属产物的临蓐和接收历程中,发作大批的电子废水。电子废水的因素差异,所含污染物的品种和含量也存正在区别,个中根本都含有铬、铜、镍、镉、锌、铅、汞等重金属离子、氰化物、少许酸性物质和碱性物质。废水中的重金属离子具有毒效长、不行生物降解等特质,且可能正在生物体内富集,使生物体性能纷乱,对生态境遇和人类壮健发作重要伤害。电子工业废水行动一种新兴的废水,值得深切探求。

  电子专用原料包含电子元件原料、电真空原料、半导体原料、新闻化学品原料等,每一类原料中又包含至极众的种类,简述如下:

  a)电子元件原料:包含纸绝缘板、覆铜板、电容器用铝箔原料、聚丙烯膜、压电原料等;

  b)电真空原料:包含钨成品、钼成品、镍基合金、复合金属电子原料、电子网板、液晶原料等;

  c)半导体原料:包含半导体单晶、半导体片材、石英成品、塑封原料、引线框架等;

  1)切削加工:正在平面磨床上干磨及砂轮机上掷光金属零件时发作钡铝粉、铬镍粉;高速切削时发作油烟;

  4)印制板临蓐装备如数控钻床、开槽机、倒角机等加工时发作的胶木粉尘;蚀刻机、去膜机、显影机发作的酸碱蒸汽;黑化妆备发作的碱性废气;

  8)电镀废水:氰化物、氯化物、铬酸、重金属(铜、镍、锌、银等)、酸碱及其它化学物质;

  18)临蓐历程中发作的废气苛重为挥发性有机物废气,原原料中树脂内所含的挥发性有机物、有机稀释剂、有机洗刷剂等除了少量残留正在产物中外,都排放到氛围、废水和固体废物中。

  综上所述,电子工业废水苛重根源于洗刷时发作的酸碱废水、采用有机溶剂洗刷时发作四氯化碳等有机物废水、电镀废水覆铜板创设历程中发作的含酚废水等等。

  总氰化物苛重包含铁氰化物和亚铁氰化物,存正在于加工废水中。因为存正在还原剂的感化,大大都铁氰化物被还原为亚铁氰化物(即[Fe(CN)6]4-)。铁氰化物和亚铁氰化物为强络合物,至极安稳,不行被高锰酸钾、双氧水等氧化剂所氧化。但正在氧和阳光的感化下,低毒性的亚铁氰化物迂缓地转化为逛离氰化物,毒性巩固,其化学历程可默示为:

  考察展现,目前,氰化物的去除苛重采用硫酸亚铁浸淀法和离子互换树脂法,去除率均可到达95%。

  电子专用原料行业废水管制的门径苛重是化学氧化法(O3氧化)和生物管制时间的生长与操纵,对管制高浓度有机废水诟谇常行之有用的门径。厌氧生化管制门径对高浓度废液中COD去除率达90%以上。好氧生化管制门径低浓度废液中COD去除率达80%以上。化学氧化法便是采用强氧化剂(如O3、NaClO、KMnO4等)消浸废水的COD值。化学氧化法对显影剂去除率能到达90%以上,对COD的去除率达80%以上。

  通过现场取样举办实习室界限实习得知:管制废水出水COD与管制用度之间的呈线性增加干系,出水COD越低管制用度越高,管制用度占全数环保用度的比例也补充。

  氨氮是水体富养分化的一个苛重身分,氨氮正在圭表中是限度水体中含氮有机污染和扞卫水生生态体系的项目。电子行业中的氨氮苛重是树脂及其他原料中的增添剂或安稳剂。

  氨氮管制门径有四种:生物降解、离子互换、化学浸淀、吹气脱氮看待氨氮的管制没有成立特意的管制步骤,苛重是采用臭氧法和生化法举办降解。

  电子行业如电镀、线途板等的废水的因素至极繁复,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜正在伤害性极大的废水种别。凭据重金属废水中所含重金属元素举办分类,凡是可能分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。下面先容几种电子工业废水管制。

  该体系由二一面构成,即原水预管制一面,管制水量195m3/h;反浸透一面,管制水量2x65m3/h。其流程示图谋睹图1。

  原水预管制的宗旨是使进入RO装配前的水质到达RO进水圭表,伸长RO膜的应用寿命,保障RO装配恒久、安稳的运转。

  预管制体系由原水地、增压泵、反洗滤器、絮凝、呆滞滤器、还原剂投加、活性炭滤器、反洗泵构成。全体预管制工序包含杀菌,絮凝过滤,吸附,pH调动,阻垢等,都是为了抗御胶体物质及总悬浮固体微粒污染物窒碍有机物、微生物、氧化性物质等对膜的氧化摧残,从而使RO体系正在优越状下处事。

  RO一面是由32根RO组件,按10:6的外面列,共2套,阔别用一个高压泵供水,RO产水每65mm3/h。产水经管道输送到彩管临蓐制水线,作临蓐线的原水使废水得以回用。运转结果本项目于2004年5月参加运转。经检测,各项标均胜过计划恳求:脱盐率97.3%;水接收率:70%;产水量:2x65m3/h。各项目标的分解和检测结果示于以下外一。

  尽量本体系的预管制体系装备比拟完整,但经较长时辰运转,RO膜面仍不免显现污染物的浸积,使体系产水量不时低落。这是任何RO装配操纵中普及显现的地步。对此,咱们采用一种比拟有用、方便易行的膜洗刷门径:正在工艺流程装备RO膜洗刷轮回体系(睹图1);洗刷时,按l%磷酸钠,1%三聚磷酸钠,1%EDTA一四钠和0.2%NaOH,配制洗刷液;对体系举办轮回洗刷。最终用RO产水轮回冲洗。洗刷结果剖明RO体系产水可亲近于初始产量。

  彩色显象管临蓐排出的废水经RO体系管制后,脱盐率达97.3%,产水量2x65m3/h适宜彩管临蓐线纯水供应的计划恳求,制水耗电0.85kwh/m3产水,剖明RO正在该规模的操纵正在时间上和经济上是可行的。

  完整的预管制体系,是RO体系得胜运转的保障。本体系采用的杀菌,絮凝,吸附,过滤,pH调动,阻垢及还原等预管制闭键,正在体系一年众的安好、牢靠运转中,保持了各项目标的安稳。

  源委较长时辰的运转,体系产水量有必定水平的低落,它可能通过RO膜洗刷门径管理。本体系采用的配制专用洗刷液及简便、有用门径可使产水量复兴到亲近初始产水量程度。

  洗刷废水根源于磨板、水洗、电镀、洗缸等序次,占总水量的80%以上,洗刷废水总体呈酸性,其污染物浓度相对较低,凡是pH为2-5,COD正在100mg/L以下,铜离子质地浓度正在100mg/L以下。

  洗刷废水流入调动池调动水质水量后,由擢升泵泵入中和池,列入碱液调动pH,再流入混凝池及助凝池。列入混凝剂和助凝剂后,废水中的重金属离子以及一面胶体类有机物变成絮状体,流入浸淀池举办泥水分散。然后,污泥排入物化污泥池,浸淀池的出水流入中和池调动pH后,经砂滤池和活性碳池后流入回用水池。

  高浓有机废水来自于各除胶、除油、显影、脱膜、绿油工序等,其COD浓度很高,凡是达3000-8000mg/L,是一种污染较重要的废水,此类废水孤单搜罗后,经隔油浸渣池除去浮油等杂志后,进入调动池调动水质水量,再由废水泵打入酸析池,由pH正在线仪限度投加酸液,正在酸性要求下,废水中的有机物析出浮于水面,按时铲除。酸析后加碱调动pH,然后投加混凝剂,反响后再用气动隔阂泵打入厢式压滤机举办渣水分散。此时,废水中的油墨和悬浮物扣留于厢式压滤机内,滤液排出,作进一步管制。

  络合铜废水来自蚀刻、浸铜、浸银等工序,约占印制线%控制。废水中含有高浓度的络合铜、柠檬酸等。络合废水须先排除络合物(铜鳌合物)才力将铜浸淀去除。

  络合物的安稳性与溶液的pH相闭。正在pH为2.9-12时,络合铜离子比Cu(OH)2安稳,无法通过调动pH发作Cu(OH)2:浸淀的门径将铜离子去除。但CuS比有机络合铜离子更为安稳,通过投加Na2S可能发作CuS浸淀,从而摧残络合铜离子的均衡,到达去除铜离子的宗旨。最终列入高分子助凝剂举办泥水分散。然而,要使络合物中的铜统统浸淀下来,务必投加过量的硫化钠。怎样限度硫化钠是个至极闭头的身分。一方面硫离子对后面的生化管制中微生物的教育有必定的迫害感化,另一方面,硫离子也是出水的限度目标之一。因而过量的Na2S需加FeSO4来去除。

  经破络反响浸淀后的络合废水与经预管制的高浓有机废水一同进入后续工序管制。

  电镀废水的因素至极繁复,差异工艺,其电镀液配方、产物及其他临蓐原料均有区别,使得排放的废水水质不尽无别,然而,就凡是电镀而言,其排放的临蓐废水水质大致无别。

  电镀废水中苛重污染物有铜、镍、锌等金属及其络合物、F-、SS、酸、碱、有机物等,个人电镀企业废水中还含有Cr6+、CN-等伤害性极大的污染物。电镀除了平常的临蓐废水外,再有少量高浓度废液或母液须要管制,其污染物的因素与临蓐废水仿佛。

  归纳分解电镀废水、废液的水质及排放情景,电镀废水管制凡是按同类兼并、分类搜罗、阔别管制的思绪举办,分类明细睹下外。

  络合废水中苛重污染物为铜离子的络合物,如Cu2+与NH4OH、EDTA等变成安稳的络合铜,凡是靠投加酸碱中和的门径不行去除。对络合废水的管制起初要摧残络合物,采用溶度积比络合物安稳常数更小的浸淀剂,使其与金属离子变成更安稳的浸淀物,从废程度分离出来,到达去除的宗旨。

  常用破络的化学药剂有Fe盐、Na2S等,由于S2-属于排放圭表中庄苛限度的污染物,因而Na2S只可行动辅助的破络剂,庄苛限度其投加量。常用络合废水管制工艺睹下图。

  电镀企业Pb-Sn废水中含有大批的氟硼酸根(BF4-)、Pb2+和Sn2+,个中Pb2+和Sn2+,通过投加碱液,调动pH值天生浸淀物去除,氟硼酸根变成氟化物浸淀去除。常用含氟废水管制工艺睹下图。

  含氰废液凡是都接收管制,只要洗刷废水中含有少量氰(CN-),常用碱性氯化法破氰(络合氰)。常用含氰废水管制工艺睹下图。

  含铬废水中,铬苛重以Cr6+的外面存正在,正在酸性的要求下,投加还原剂将Cr6+还原成Cr3+,然后调动pH至碱性,天生氢氧化铬浸淀去除,常用的还原剂有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁等。

  化学洗刷、显影、脱膜等工序排放的废水中COD含量很高,乃至到达10~20g/L,显影和脱膜废水呈碱性,pH≥13,凡是暴露蓝色,该一面高浓度有机废水凡是采用酸析法管制。

  正在酸性要求下,废水中的感光膜、洗刷剂会析出,变成浓胶状聚集物,经固液分辞行除,再把pH调至弱碱性,列入混凝剂,经浸淀进一步消浸废水的COD值。

  成立离子互换工段苛重是探求到电镀药剂配方繁复且保密,络合剂和外貌活性剂对氢氧化铜的浸淀有影响,补充离子互换柱,可进一步去除废水中的铜离子,加倍是络合铜离子,确保排放水质达标。

  某工业园区电子厂,为到达新环保法的恳求,须要修制一套污水管制站步骤。该污水站计划管制量120m3/d,采用以高级氧化(破络合铜)+两级混凝浸淀+兼氧+活性炭生物滤池+混凝终浸池为主的管制工艺,该管制站已正在2014年7月完毕,通过环保验收,参加应用后,电子污水管制博得了优越效率,各项出水目标均到达联系规矩值,尾水经管网进入本地污水管制厂管制。

  本工程废水苛重污染物为Cu、COD、NH3-N等,故确定采用如图1所示的管制工艺。

  废水中Cu众以络合物外面存正在,采用向例中和浸淀法难以管制。经分解最终确定采用高级氧化+混凝浸淀+重金属捕集+浸淀的门径去铜离子。起初调动pH至酸性,通过Fe2+及高级氧化摧残含Cu络合物的布局,把络合铜中的铜置换出来。然后调动废水pH值至碱性,使Cu2+变成浸淀而去除。再投加重金属捕集剂,使盈余的Cu2+与重金属捕集剂勾结成更安稳的螯合物后经浸淀而去除。

  ②COD、NH3-N的去除废水正在去除Cu的同时也去除了一面COD,但无法到达排放恳求。勾结COD、NH3-N、总氮的排放恳求,确定采用兼氧池+活性炭曝气生物滤池工艺。个中兼氧交好氧境遇使NH3-N通过硝化反硝化感化去除,COD苛重通过微生物的代谢感化去除。此外,活性炭曝气生物滤池中的活性炭滤料可能吸附必定的污染物,使出水水质安稳达标。

  设1座,半地上钢筋混凝土布局,采用两布三油环氧树脂防渗、防腐管制,尺寸为5.0m×8.0m×3.5m(深),有用水深为3.0m,有用容积为100m3,水力停止时辰为24h。该池配有污水擢升泵2台,Q=5.6m3/h、H=100kPa、N=0.37kW,防腐泵;流量计1套,DN40;液位限度器1套;人工格栅1套;氛围搅拌装配1套。

  钢布局(防腐管制),1座(合修),尺寸为1.5m×1.2m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为4.5m3,水力停止时辰为0.9h。设备加药装备1套、pH监测仪1套、氛围搅拌装配1套。

  钢布局(防腐管制),1座(合修),尺寸为1.5m×3.3m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为12.3m3,水力停止时辰为2.4h。设备有加药装备1套、氛围搅拌装配1套。

  钢布局(防腐管制,1座(合修),尺寸为1.5m×2.2m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为8.2m3,水力停止时辰为1.6h。该池配有加药装备1套、氛围搅拌装配1套、ORP限度仪1套。

  钢布局(防腐管制),1座(合修),尺寸为1.5m×1.5m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为5.6m3,水力停止时辰为1.1h。该池配有加药装备1套、pH监测仪1套、氛围搅拌装配1套。

  混凝反响池1为钢布局(防腐管制),1座(合修),尺寸为1.5m×1.5m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为5.6m3,水力停止时辰为1.1h。该池配有加药装备2套、氛围搅拌装配1套。

  混凝反响池2为钢布局(防腐管制),1座(合修),尺寸为1.5m×1.2m×3.0m(深),有用水深为2.5m,有用容积为4.5m3,水力停止时辰为0.9h。设备有加药装备2套、氛围搅拌装配1套。

  废水站总参加资金为135.92万元,直接运转本钱如下:电费为2.52元/m3,人工费为2.50元/m3,药剂费为2.10元/m3,总运转本钱为7.12元/m3。

  为保证污水管制站的运转效率,接纳了如下打点设施:①强化干净临蓐、临蓐装备的珍重和扞卫,以及泉源分类、分质限度与打点。②强化清污分流,扶植境遇打点规章轨制并落实实行,抬高处事职员环保认识和操作打点才略。③强化提防设施,实时做好联系临蓐中潜正在境遇题目的提防与管制。

  通过优化计划、优化运转打点,该电子废水管制站出水各项目标去除效率显著。正在工程实践运转中,前端破络合铜的预管制效率较佳,通过两级混凝浸淀,并有用勾结了生物管制,出水各项目标均优于计划目标。目前试运转时候总结了联系实践运转打点履历,故实践单元运转本钱远远低于原预算本钱,具有较好的经济效益与境遇效益。

  电子行业是一个重污染行业,计划临蓐工艺众,而且各个临蓐工艺发作的废水品种区别比拟大,须要举办废水分流,孤单举办管制。看待少许污染较轻的污水,可举办归纳管制。电子资产和其他工业发作的含重金属离子废水量日益增加,因素日益繁复,选取其管制门径时,应归纳探求水质、水量、管制效率和经济参加等身分,对百般组合工艺和新时间举办归纳欺骗,取长补短。

  同时,应惹起足够眷注的再有电子垃圾烧毁物的污染。据统计,我邦电子垃圾的数目还将以每年5%至10%的速率急速补充,全体这些电子烧毁物,借使接收管制失当,都将是将来境遇的苛重污染物,电子垃圾中含有铅、汞、镉、六价铬、众溴联苯和众溴二苯醚等大批的无益物质,借使接收欺骗失当或者随便抛弃,就会变成一条水、氛围、泥土污染和动植物污染,从而伤害人的身体壮健以及性命安好的污染链。

  数字化和新闻化渐渐更动人类的存在形式,电子产物已成为人类糊口中的必定品。电子产物的更新速率日益加疾,其临蓐历程发作污染变革众样。同时,电子产物正在完毕应用功效行动废物进入境遇后,所带来的一系列污染,仍待深切探求。


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