■李 健,張智良,吳 寅,夏文彥 ■中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司,湖北 武漢 430081
湖北省某PCB 廠,主要從事印制線路板的生產(chǎn),年生產(chǎn)HDI 板180萬(wàn)平方米。PCB 廢水來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中各道工序的清洗水及部分廢棄的槽液,廢水成分復(fù)雜、處理難度大[1]。該廠投資3000 多萬(wàn)元興建廢水處理系統(tǒng),對(duì)含污染物類(lèi)別和濃度不同的廢水分類(lèi)收集、分質(zhì)預(yù)處理,最后再綜合處理。該廢水處理站已正常運(yùn)行2 年,出水水質(zhì)中總鎳、總銀、總銅、總氰化物指標(biāo)均滿(mǎn)足《電鍍污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900 -2008)表2 的要求,pH、SS、COD、氨氮等指標(biāo)達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S納管標(biāo)準(zhǔn)。
PCB 板生產(chǎn)用水量大,廢水種類(lèi)多,污染物成分復(fù)雜。根據(jù)分類(lèi)收集、分質(zhì)處理的原則,和該廠的廢水特點(diǎn),將生產(chǎn)廢水分為一般水洗水、油墨廢水、化銅微蝕水、雙氧水廢液、化銅廢液、高COD 廢液、棕化廢液、棕化廢水、高錳酸鉀廢液、鎳系廢水、氰系廢水、電鍍廢液、廢酸廢液、化銀水洗水、銅氨廢水等15 類(lèi)。幾股主要廢水的水量水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 廢水水量及水質(zhì)情況
考慮到該廠各系統(tǒng)非同時(shí)滿(mǎn)載運(yùn)轉(zhuǎn),處理規(guī)模設(shè)計(jì)為14000m3/d。本工程出水水質(zhì)中總鎳、總銀、總銅、總氰化物指標(biāo)均要求滿(mǎn)足《電鍍污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900 -2008)表2 的要求,pH、SS、COD、氨氮等指標(biāo)執(zhí)行本地污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)。具體指標(biāo):pH 值為6~9,總銅≤0.5mg/L,總氰化物≤0.3mg/L,氨氮≤25mg/L,懸浮物≤50mg/L,CODCr≤300mg/L,總鎳≤0.5mg/L,總銀≤0.3mg/L。
(1)油墨廢水經(jīng)均質(zhì)后進(jìn)入加氣酸析池,調(diào)整pH 值,酸析以去除大量COD 及浮渣。再經(jīng)過(guò)兩級(jí)反應(yīng)沉淀,排入生化處理系統(tǒng)。
(2)化銅微蝕水經(jīng)均質(zhì)后進(jìn)入反應(yīng)池1,在酸性條件下投加鐵鹽和雙氧水破絡(luò),去除COD 后與含銅廢水匯合,進(jìn)入pH 調(diào)整池,調(diào)節(jié)pH 至8.5~9.5,形成氫氧化銅沉淀,出水進(jìn)入一般水洗水處理系統(tǒng)。
(3)高COD 廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池收集后,投加一定量的H2SO4和FeSO4,釋放出游離性Cu2+,然后進(jìn)入反應(yīng)池,加堿調(diào)整廢水的pH 值至中性,投加一定量的PAC 和PAM 形成絮狀物,進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離。上清液進(jìn)入Feton 反應(yīng)池,蒸汽加熱,通過(guò)投加H2SO4及FeSO4和H2O2等藥劑,充分反應(yīng),廢水中一些難以降解的大分子復(fù)雜物質(zhì)被分解成小分子,反應(yīng)池出水進(jìn)入油墨廢水的二級(jí)反應(yīng)沉淀處理系統(tǒng)進(jìn)行再處理。
(4)棕化廢水經(jīng)均質(zhì)后,用泵提升至間歇反應(yīng)的Feton 反應(yīng)池,投加H2SO4和FeSO4調(diào)節(jié)pH 至2~4,在氧化池投加H2O2充分氧化,廢水中的絡(luò)合態(tài)物質(zhì)被氧化成離子態(tài),再調(diào)整廢水pH 值后,進(jìn)入反應(yīng)池和沉淀池,沉淀出水排入化銅微蝕水處理系統(tǒng)。
(5)鎳系廢水采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理,廢水用泵提升至pH 調(diào)整池,投加NaOH 和FeSO4,形成氫氧化鎳沉淀,上清液用泵提升至砂濾器和離子交換器,出水進(jìn)入一般水洗水調(diào)節(jié)池。
(6)對(duì)氰系廢水采用堿性氯化法兩級(jí)破氰,第一階段是將氰化物氧化成氰酸鹽,第二階段是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和氮?dú)猓?]。采用二氧化氯作為氧化劑,破氰后的廢水進(jìn)入活性炭吸附塔。吸附處理后的廢水進(jìn)入一般水洗水處理系統(tǒng)。
(7)化銀水洗水經(jīng)均質(zhì)后,用泵提升至間歇反應(yīng)的Feton 反應(yīng)池,然后投加H2SO4和FeSO4、H2O2充分氧化,廢水中的絡(luò)合態(tài)物質(zhì)變成離子態(tài),再調(diào)整pH 值后,進(jìn)入混合池和絮凝池,沉淀出水排入一般水洗水處理系統(tǒng)。
(8)銅氨廢水經(jīng)收集后,先加堿調(diào)整pH 值后進(jìn)入脫氨池,投加二氧化氯破除銅氨絡(luò)合鍵后,在加熱的條件下將銨根離子轉(zhuǎn)化成氨氣后吹脫去除,再通過(guò)沉淀將Cu2+去除,沉淀池出水進(jìn)入化銅微蝕水處理系統(tǒng)。其中產(chǎn)生的氨氣采用負(fù)壓收集系統(tǒng)收集,用洗滌塔吸收處理,潔凈空氣高空排放。
(9)一般水洗水和其它經(jīng)預(yù)處理后的廢水,一并排入到一般水洗水調(diào)節(jié)池,再用泵提升至反應(yīng)1 池,投加H2SO4和FeSO4,破絡(luò)后加堿調(diào)整廢水的pH 值至中性,再投加一定量的Na2S,使廢水中的金屬離子形成硫化物沉淀,上清液用泵提升至砂濾器,濾后水進(jìn)入pH 調(diào)整池,最后在檢測(cè)池檢測(cè)達(dá)標(biāo)后外排。
(1)調(diào)節(jié)池。1 座,停留時(shí)間16.2h。
(2)加氣酸析池。2 座,停留時(shí)間1.7h。
(3)沉淀池。1 座,表面負(fù)荷0.6m3/m2·h。
(1)調(diào)節(jié)池。1 座,停留時(shí)間10.0h。
(2)pH 調(diào)整池。1 座,停留時(shí)間0.8h。
(3)中和反應(yīng)池。1 座,停留時(shí)間0.8h。
(4)沉淀池。1 座,表面負(fù)荷0.8m3/m2·h。
(1)調(diào)節(jié)池。1 座,停留時(shí)間24.0h。
(2)pH 調(diào)整池。1 座,停留時(shí)間2.3h。
(3)沉淀池。1 座,表面負(fù)荷0.8m3/m2·h。
(4)砂濾器,1 臺(tái),直徑1.5m,過(guò)濾速度8~10m/h,產(chǎn)水能力14.1~17.6 m3/h。
(5)離子交換樹(shù)脂塔,1 臺(tái),直徑1.5m,全自動(dòng)陽(yáng)離子交換器。
(1)調(diào)節(jié)池。1 座,停留時(shí)間24.0h。
(2)一級(jí)破氰池。1 座,停留時(shí)間2.3h。
(3)二級(jí)破氰池。1 座,停留時(shí)間2.3h。
(4)活性炭吸附塔。1 座,直徑1.5m,高5.2m,逆流式洗滌塔。
(1)調(diào)節(jié)池。1 座,停留時(shí)間14.3h。
(2)反應(yīng)1 池。1 座,停留時(shí)間0.81h。
(3)中和池。1 座,停留時(shí)間0.81h。
(4)反應(yīng)2 池。1 座,停留時(shí)間0.81h。(5)沉淀池。4 座,表面負(fù)荷0.7m3/m2·h。
(6)砂濾器。6 臺(tái),直徑3.2m,過(guò)濾速度10~12m/h,產(chǎn)水能力96~115 m3/h。
(7)pH 調(diào)整池。1 座,停留時(shí)間0.07h。
該工程于2013 年1 月建成完工并投入運(yùn)行,工藝運(yùn)行穩(wěn)定,出水水質(zhì)良好,于2013 年8 月通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。處理效果見(jiàn)表2。
表2 廢水處理站處理效果一覽表
廢水處理站總占地面積8316m2,運(yùn)行成本為4.58 元/m3,其中:電費(fèi)為0.07 元/m3,人工費(fèi)0.21 元/m3,藥劑費(fèi)4.30 元/m3。
(1)PCB 生產(chǎn)廢水種類(lèi)很多,成分復(fù)雜,必須分類(lèi)收集、分質(zhì)處理。否則污染因子相互干擾,不僅處理難度大,難以保證達(dá)標(biāo),而且處理成本高。
(2)本工程中使用的Feton 工藝,均為間歇式操作,并且在中溫條件下進(jìn)行,配合自動(dòng)控制系統(tǒng),充分保證了反應(yīng)時(shí)間,耐大水量和高濃度負(fù)荷的沖擊。
(3)廢水處理站產(chǎn)生的電鍍污泥重金屬含量較高,湖北省大冶地區(qū)有專(zhuān)業(yè)處置危險(xiǎn)廢物的冶煉廠,將污泥作為冶煉廠的原料進(jìn)行資源化回收,可以較好的解決電鍍污泥的二次污染問(wèn)題。
[1]黃振雄.印制電路板廢水處理工程.廣東化工:2014.41(13):194~196.
[2]汪大翚,徐新華,宋爽,等.工業(yè)廢水中專(zhuān)項(xiàng)污染物處理手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:192 -196.