微电解/斜板沉淀/生物接触氧化处理印刷电路板废水
安徽某电路生产企业投资建设年产14.4 万m2 印刷电路板生产线,主导产品为单面、双面印刷电路板。该厂生产过程中产生的废水分为金属离子废水、除油清洗废水、油墨废水以及生活污水4 种,其排放量分别为254 m3/d,127 m3/d,100 m3/d,8 m3/d。废水中的主要污染物有:Cu2+,Ni2+、铜氨络离子、EDTA、油墨、感光膜、抗焊膜、铜粉、火山灰、酸碱及其他有机物等。根据此废水水质成分复杂[1]、污染物浓度高的特点,对废水进行分类收集处理后[2],采用微电解/生物接触氧化工艺处理综合废水,工程运行一年来,对有机物和Cu2+,Ni2+金属离子的去除效果显著,出水的COD 和Cu2+,Ni2+均达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。
1 设计水量、水质
根据该公司生产规模并考虑冲击负荷,污水处理站设计处理水量为Q=500 m3/d,设计水质及排放标准见表1。
表1 设计水质及排放标准mg/L(pH 值除外)
2 工艺流程
由于产生的废水组成复杂,成分多变,因此必须对废水进行清污分流,先分类预处理,再综合处理,这样不仅可以节省大量初期投资,而且能降低运行和维护成本[3]。
2.1 A,B 股废水
A,B 股生产废水成分相近,均为无机类废水,两股废水汇集在一起统一进行预处理。A,B 股生产废水经格栅后流入集水池,在集水池中调节pH 值至3~5,由泵泵入微电解反应器,出水自流进入反应斜板沉淀池,投加石灰乳调节pH 值至9.5,再经PAM 絮凝沉淀后出水进入pH 值调节池,调整pH 值至7 左右,自流进入调节池。污泥由污泥泵泵入污泥浓缩池进行浓缩。
2.2 C股废水
C 股废水为有机类废水,经格栅进入2# 集水池,由泵泵入化学反应池,在化学反应池中投加硫酸调节pH 值至3 左右,搅拌均匀后流入酸化池,在酸化池中有机物浮于水面上由人工清除后废水自流进入1# 集水池与A,B 股废水混合。
2.3 D 股废水
D 股废水为生活污水,可生化性强。经过格栅除去大的漂浮物和悬浮物进入调节池,在调节池中废水混合均匀,经泵提升进入接触氧化池进行生化处理,出水自流进入二沉池进行泥水分离,上清液达标排放;污泥表1 设计水质及排放标准mg/L(pH 值除外12 工艺流程由于产生的废水组成复杂,成分多变,因此必须对废水进行清污分流,先分类预处理,再综合处理,这样不仅可以节省大量初期投资,而且能降低运行和维护成本[3]。
3 主要构筑物
3.1 A,B 股废水预处理
(1)1#格栅井。1 座,地下式砖混结构,尺寸为1.0×0.5×1.0(m),内设规格为1.0×0.5(m)人工格栅1 台,材质为不锈钢。
(2)1#集水池。1 座,地下式钢筋混凝土结构,尺寸6.0×2.0×4.5(m),停留时间1.5 h;内设自吸泵1 台,Q=16 m3/h,H=15 m,N=2.2 kW;浮球液位开关1 套;在线pH 控制仪2 套。废水在池内进行充分的混和,降低pH值,达到调节水量和水质的目的。
(3)微电解反应器。2 台,材质采用碳钢加防腐,单体尺寸φ1.6×3.5 m;内设微电解填料,高度2.3 m;铁碳比为2:1;配套空压机1 台,风量1.5 m3/h,压力44.1kPa。废水中的有机物在反应器内通过微电解电场的作用发生复杂的电化学反应,其开环链被打断而发生转化或去除,从而去除COD。同时反应器内生成的Fe2+,破除络合铜并将Cu2+置换出来。
(4)反应斜板沉淀池。1 座,半地下式钢筋混凝土结构,尺寸6.5×3.0×4.5(m),表面负荷1.15 m3/m2·h,沉淀时间2.0 h,分为混凝池和沉淀池两部分。其中混凝尺寸3.0×1.5×4.5(m)(2 格),H 有=4 m,V 有=12 m3;沉淀池尺寸5.0×3.0×4.5(m),H 有=4.0 m。配套搅拌器2 台,N=0.75 kW;在线pH 计1 套;斜板填料13 m3,材质为U-PVC;污泥泵2 台Q=10 m3/h,H=10.0 m,N=0.75kW。废水通过控制pH 值在3~5 之间再加混凝剂,使胶体状有机物生成部分大分子颗粒,在斜板沉淀池中沉淀分离。
(5)pH 调整池。1 座,半地下式钢筋混凝土结构,尺寸3.0×1.0×4.5(m),H 有=4 m,V 有=12 m3;内置HA-65 型曝气软管直径覬65 mm,长度10 m;在线pH 计1套。废水在池内进行充分的混和,通过在线pH 计调节pH 值至7 左右。
3.2 C股废水预处理
(1)2#格栅渠。1 座,地下式砖混结构,尺寸为1.0×0.5×1.0(m),内设规格为1.0×0.5(m)人工格栅1 台,材质为不锈钢。
(2)2#集水池。1 座,地下式钢筋混凝土结构,尺寸为6.0×1.0×4.5(m),设计停留时间2.5 h,内设潜污泵1台,Q=8 m3/h,H=10 m,N=0.75 kW;浮球液位开关1套。主要起到收集废水,调节水量和水质的作用。
(3)酸化池。1 座,地上式钢筋混凝土结构,设计停留时间1.0 h,酸化池分为反应池、隔油池和渣斗三部分,其中反应池尺寸为2. 0×1.0×2.5(m),隔油池尺寸为3.85×1.0×2.5(m),渣斗尺寸为1. 0×1.0×2.5(m)。配套搅拌器1 台,在线pH 计1 套。主要功能调节废水pH 值至3~4,刮除浮于水面的有机物。
3.3 D 股废水与A、B、C 股废水混合处理
(1)3#格栅渠。1 座,地下式砖混结构,尺寸为1.0×0.5×1.0(m),内设规格为1.0×0.5(m)人工格栅1台,材质为不锈钢。
(2)调节池。1 座,地下式钢筋混凝土结构,尺寸为7.0×6.0×4.5(m),设计停留时间8.0 h,H 有=4.0 m,V 有=160 m3;内置潜污泵1 台,Q=20 m3/h ,H=10 m,N=1.5kW;不锈钢的潜水搅拌器1 台,N=2.2 kW;LPT 浮球液位开关1 套。主要功能调节水质和水量。
(3)生物接触氧化池。1 座,半地下式钢筋混凝土结构,尺寸5.0×4.0×4.5(m),设计停留时间4.0 h,H 有=4.0 m,V 有=80 m3。内置填料60 m3,HA-65 型曝气软管直径φ65 mm,长度40 m。主要作用是反应池中装有填料,经过充氧的废水与长满生物膜的填料接触,在微生物膜的作用下,废水得到净化。
(4)二沉池。1 座,半地下式钢筋混凝土结构,尺寸6.0×4.0×4.5(m),设计表面负荷0.87 m3/m2·h,沉淀时间2.0 h。内设导流筒2 个;污泥泵2 台,1 用1 备,Q=10.0m3/h,H=10.0 m,N=0.75 kW。主要功能利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒从水中去除。
(5)污泥浓缩池。1 座,尺寸3.0×3.0×4.5(m),H 有=4 m,V 有=36 m3,设计污泥固体通量为40 kg/m2·d,浓缩时间16 h,内设G40-1 型螺杆泵1 台,Q=12 m3/h,H=60.0 m,N=4 kW。主要功能利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒从水中去除。
(6)综合操作间。1 座,共3 间,地上式,尺寸9.0×6.0×3.0(m)。配套HSR80-80A 鼓风机1 台,风量3.65m3/min;风压49 kPa,N=5.5 kW;加药装置3 套;板框压滤机1 套,压滤面积60 m2;配电柜1 套。主要功能用于放置鼓风机、压滤机、配电柜、加药装置及值班室等。
(7)事故贮存池。1 座,半地下式钢筋混凝土结构,尺寸6.0×3.5×4.5(m),主要功能贮存生产过程事故废水或不达标废水。
4 运行效果及经济分析
4.1 运行效果
该工程2010 年3 月建成并开始调试,经过3 个月的调试运行后,整个处理系统运行正常,处理结果稳定,2010 年6 月经当地环保部门连续3 天取样检测, 出水各项指标均达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准(表2),顺利通过验收。
表2 废水处理效果 mg/L
4.2 运行成本
该工程总投资为182 万元,运行成本:电费按0.65元/kW·h 计算,吨水直接费为0.53 元/t,药剂主要有PAM、氢氧化钙、硫酸,加药费约0.48 元/m3,人工按照2 人操作,直接费0.12 元/t,合计1.13 元/t。5 结语(1)印刷电路板(PCB)生产工序较多,废水水质种类多,成分复杂且含有多种重金属,对其进行分类收集预处理,再综合处理,可以节约投资,降低运行和维护成本。
(2)经过1 年多的运行表明,采用微电解/斜板沉淀/生物接触氧化工艺处理印刷电路板综合废水,技术可靠,操作简单,运行稳定,出水水质符合《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级排放标准。
参考文献
[1] 郭永福, 邵琪珺.印刷电路板生产废水的综合治理及废水回用[J].工业水处理,2007,27(8):70- 73.
[2] 王晓云,付爱民,李景.台湾某半导体企业的废水处理工程实例[J].中国给水排水,2006,22(20):73- 76.
[3] 游震中,魏江洲,丁扣林.印制板废水处理工艺简析[J].印制电路信息,2003(3):52- 54.
作者简介:姚廷页(1982-),男,安徽枞阳人,本科学历,助理工程师,主要从事环境工程工艺技术和设备的研究。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”