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印刷电路板生产废水治理及回收

期刊目录网应用电子技术论文发表2021-09-17 10:34关注(1)

  印刷电路板企业生产时会产生大量废水,若不能及时做好废水处理工作而让其任意排放,必然会危害生态平衡。文中分析印刷电路板废水处理的必要性,探讨如何做好石油废水处理工作。

印刷电路板生产废水治理及回收

  关键词:印刷电路板废水;处理技术;运用措施

  印刷电路板生产产生的废水中含有大量重金属离子,如果不能做好治理分析工作,将会造成严重的环境污染问题。但印刷电路板生产工艺复杂,会产生各种成分的废水,这类废水治理及回收难度较大,有必要做好研究工作,提高废水综合治理及回收质量。

  一、印刷电路板废水概况分析

  随着技术产业的不断发展,印刷电路板生产也开始呈现精细化模式,造成印刷电路板废水大量增加。印刷电路板废水中含有大量硫化物,这些硫化物会影响企业生产效率,影响化工环境,造成废水处理工作任务量。如果不能对生产期间产生的废水进行处理,就会直接影响到生产质量,影响到生产经济效益,阻碍行业进步发展。在这样的背景下,进行印刷电路板废水处理时要选择合适的处理技术,提高废水处理质量与效率,推动印刷电路板行业健康发展。通常来说,印刷电路板企业生产期间会产生大量废水,这些废水处理难度较大且污染物质繁杂,造成废水处理难度不断增加,影响到水资源供应,还会对生态环境产生影响。印刷电路板生产废水成分复杂,生产中布线层次存在差异,会产生不同内容的废水含量。印刷电路板废水根据成分差异分成不同类型,主要为重金属废水、含氟废水、酸碱废水等。其中含重金属废水主要为Ni2+、Pb2+、Cu2+,含有不同浓度的NH4+、EDTA等络合剂等。印刷电路板生产时会产生大量废液,这些废液也是组成生产废水的主要内容。废水中含有大量有害物质,一定条件下会对微生物和生物产生毒性影响,危害到周边环境与空气。印刷电路板企业生产时需要田间化学物质,这些化学物质与氧气、水相遇后产生反应,分析吸收水中的氧气,打破原有水体平衡,造成水中富氧化、富磷化,使得水中微生物疯涨,极大可能诱发赤潮情况,威胁到水生生物的生存环境。同时,因为印刷电路板废水pH值处于不断变化状态,不同化学物质属性不同,酸碱性差异,彼此可能产生中和反应,造成废水酸碱度不断变化,污水处理时可以利用这一特性展开,实现物质处理。污水处理过程中根据实际情况向其中投放化学药剂,加快或开展某些化学反应,将废水中的各种物质进行转换,形成沉淀、胶状物等,解决毒害问题,提高污水的可利用率。

  二、印刷电路板废水常用处理技术

  (一)引入低温微生物处理方法

  印刷电路板废水中,氮、磷元素明显超标,若不经处理直接排出,就可能污染周边水体,导致富营养化现象发生,对水中鱼类、植物等的生长产生直接危害。因此,针对引述电路板废水的处理,首先需要对其中氮、磷元素进行分解,通常会选用低温微生物对其进行分解处理。低温生物对石油废水中所含有的烃类物质能进行有效分解,达到净化石油废水,提升污水净化质量和效率。而且低温环境下,这类微生物能够对废水中的烃类物质进行有效分解,避免在进行污水处理时产生二次污染。研究表明,通过萘胺降解菌与适冷脱酚菌,可以对污泥中的污染物质进行处理。借助AO污水处理工艺降低污水中烃类物质含量,降低印刷电路板废水有害物质,避免因为污水排出而对周边生态环境产生影响。而固化微生物会利用海藻酸钠对活性污泥进行包埋处理,在印刷电路板废水处理时,引入固化微生物,还能对其中的氨气和臭气进行有效处理。

  (二)废水预处理技术分析

  1.除油预处理

  目前为止,对于污水表面的油脂在处理过程中,最常用的有两种方法:(1)隔油法。隔油法主要利用了油脂污染物的物理特性,对漂浮在污水表面的轻质油进行隔离处理,再借助生物技术对这些污染物采取清除处理,以此达到降低污水中油脂类污染物的浓度,使其达到符合排放的安全标准的目的。(2)气浮法。该方法主要用于去除废水中的油脂悬浮颗粒,通过加压、电解等综合方法,对其进行分解处理,以此降低废水中污染物的浓度以及毒性。

  2.脱酚预处理

  脱酚预处理技术的主要工作原理是通过萃取法对废水中的污染物进行分离处理。首先,在废水中加入对应的脱酚试剂,对其中的酚类物质进行有效分解,然后在利用现代萃取技术,使废水中的酚类物质和其脱离开来。该种处理模式所取得的分离效果较好,而且一般情况下,可以有效去除废水中大约97%的酚类物质。但如果废水中所含的酚属于非挥发类物质,其分离效果也只能达到46%,但也十分不错。另外,这种分离处理方法同时也能去掉废水中大约87%的CODCr。

  3.脱氨预处理

  现阶段,对于废水中氨的处理,最常采用的方式为蒸汽除氨法。其具体操作方法为:先通过一定操作处理,使废水中的氨氮类化物变成游离状态,然后通过外部蒸汽操作,使其中的氨氮化物能够自动从废水中脱离出来。之后在利用一定化学物质,对分离后的氨氮化物进行吸收处理,最后使其在磷酸溶液的作用下再次生成,以此达到对氨氮化物的回收和再利用。此种回收处理方法不仅能有效实现对废水中氨氮化物的回收和再利用,而且脱氨效果良好,一般情况下,可以有效去除废水中氨氮化物含量的97.5%。

  (三)化学处理方法

  1.沉淀剂的应用

  印刷电路板废水中存在大量有害的化学物质,在进行废水处理时,可以利用这些物质的化学性质对其进行处理,通过相互间进行化学反应,最终生成沉淀或者气体、悬浮物等,从而实现对废水中有害物质含量的控制,甚至完全去除。或利用物理处理方式分离不溶解的化学物质。沉淀剂的作用原理为污染物和化学药剂之间的相互反应,从而形成不溶于水的无害物质,通常为沉淀或者颗粒悬浮物,然后借助目前先进设备进行固液分离,对废水进行提纯处理。而常用的化学药剂包括钡盐制剂、氢氧化物等,这些药品能够快速溶于水中,并在其中发生反应分理出重金属离子。实际印刷电路板废水处理时根据污水组成选择沉淀剂,保证废水处理的有效性。

  2.化学氧化法

  该方法是利用氧化剂本身所具有的氧化作用,将很难降解的有机物或氧化有机物降解物容易降解的有机物或CO2和H2O。在印刷电路板行业中,最常用的氧化剂为芬顿、臭氧和氯等。对于废水中的漂浮物质,可以通过化学凝聚法对其进行收集处理,提高废水回收处理的效率。另外,利用化学凝聚法处理水中漂浮物时,工作人员可以同时在水中加入絮凝剂,将漂浮物的凝聚作用催发到极致,便与后续回收处理。

  3.超临界水氧化法

  当水温发生变化时,印刷电路板废水中的化学成分也会随之发生变化。因此,可以借助超临界水氧化法对废水进行净化处理,具体操作为:将废水水温升至临界点,对其传递性进行强化,使其中的水、气体、有机物等彼此之间相互溶解,成为一种介质,从而实现对印刷电路板废水中污染物的有效溶解。但该技术使用条件较为苛刻,对材料、器械的性能要求较高,实际应用范围有限。

  (四)印刷电路板废水物理处理方法

  1.吸附处理方法

  所谓的吸附处理法是这里用一些固体材料,如活性炭等自身所具有的吸附性对水中污染物进行凝聚和吸附。除去污水中的COD、颜色、味道等,但这类处理方法成本较高,稍不注意还可能造成二次污染。在印刷电路板污水处理时,吸附法通常与臭氧氧化法或絮凝法组合在一起共同使用。

  2.膜分离方法

  膜分离的方式有很多种,比如常用的微滤、超滤和反渗透。通过膜分离方法,可以去除废水气味、有机物、微生物等,提高废水处理质量,大幅度提升水质稳定性。将印刷电路板行业所产生的废水中通过生物薄膜,实现物质交换的同时达到对有机物的快速降解。可见,在印刷电路板废水处理过程中,利用微生物活动转化废水中的污染物,顺利实现污水净化。

  3.气浮处理方法

  气浮处理法是将气体以微气泡的形式通入含有油料和其他杂质的污水中,在气泡上浮过程中与污水中的油渍、杂质颗粒等黏附在一起,共同上浮至污水表面,然后利用撤油器将其从水表撤除,达到净化污水的目的。在这过程中微气泡大小主要由所加入其中的气浮药剂和相关处理工艺决定。所以当印刷电路板废水需要进行絮凝和油渍分离时,可以利用气浮处理方法。大量实践效果表明,气浮处理废水效果显著,具有推广价值。

  4.直接过滤方法

  一般情况下,印刷电路板废水中有些物质会直接以固体颗粒形式存在,因此可以直接利用网筛法对这些物质进行过滤处理。随着科技水平的不断发展,过滤设备也在快速更新,对于可去除物质的种类和强度不断升级,而且去污效率也有明显升级。比如,最新发明的通过重力法去除废水中有害沉淀操作,该方法还能对废水中的悬浮物进行有效去除。

  5.合理运用大数据技术

  在建立污水处理仿真系统的过程中,要利用Simulink软件进行魔性转换,利用Borland软件开发上位系统,依据UML理念分析系统需求,完成整体设计。而上述工作的开展,需要大量原始数据做基础。通过大数据技术构建仿真数据库、控制数据库、系统数据库,形成废水处理仿真系统。然后借助系统,分析各类污水处理项目的投资成本、设备运行费用,从而选择合适方案,节省成本;对污水处理系统运营状态进行模拟、预测,优化处理工艺,提升处理效率。

  三、印刷电路板生产废水综合治理及回收措施

  所谓的源头控制,是指在整个印刷过程中采用绿色环保的印刷技术;先进科学的印刷设备以及健康环保型油墨。在当代现有印刷工艺中,最常采用的就是胶印工艺和凹版印刷等技术,这些印刷技术在实际操作过程中都会用到润版液和一些溶剂,而这些物质在使用过程中都会不可忽视的产生一些CODs废水。针对这种情况,印刷企业可通过采用绿色环保型油墨印刷替代当前会产生严重污染的印刷工艺。比如,用柔版印刷工艺替代传统替代传统平版和凹版印刷工艺,如此能在一定程度上减少和降低整个印刷过程中CODs废水的排放量。

  (一)做好废水水质成分检验

  1.合理编制采样方案,奠定高效检测基础

  现场采样方案的编制是水质检测采样的具体参考和指导,在开展实际采样前,需对采样的目的、对象和要求进行详细和充分的了解。现场采样方案的在编制过程中要包含详细的工作流程和具体的负责人,比如采样任务的主要目的、具体要求、完成时间、需要注意的内容、具体项目负责人、具体工作内容、采样质量要求等等。因此在进行采样方案编制时,一定要仔细、慎重,做到事无巨细都涵盖在内,确保内容缜密。采样标准一定要遵循国标认可标准,既有现场勘查,也有从各种途径收集到的资料,最终编制出全面且符合要求的现场采样方案。而且在具体采样过程中,质量控制措施必不可少,它属于采样方案的重要组成内容,其中一定要包含空白样、质控样、平行样以及现场质量监控员等对比控制措施,确保现场所采集到的样品的规范性和具有代表性,以此避免和减少现场采样中采样员操作的随意性和盲目性。

  2.处理间接测量误差

  在对废水水质进行检测化验的过程中,一定要根据要求做好水样的提取、运输和预处理等工作。同时,检验员需要根据检测要求严格操作,为保证仪器精度符合检测标准,需要在具体操作前,对其精度进行全面校准。最后,控制实测数据精度,这也是实验的关键。具体可以从以下方面入手:在废水检测测试过程中,是将检测所得数值直接代入公式计算,从而间接获取各项数据的最终测量值。所以,所谓的间接误差不仅包括直接测量数据值时所产生的误差,还包括公式计算过程中产生的计算误差。实际上,间接测量所得的测量值和直接测量所得测量值之间存在必然联系,都对最终测量结果产生影响。在进行测量数据误差分析时,如果按照算术平均误差进行计算,需要思考误差叠加对最终结果的不利影响。再利用间接测量公式,比如加减法进行误差分析时,需要考虑绝对误差和相对误差对结果的影响,而且该误差分析法应包含整个间接测量过程,如较为复杂的操作等,在整个分析过程中需要先考虑绝对误差,然后再分析相对误差,顺序不能搞混,如此在利用计算方法进行总结最为合理。

  3.制定质量控制方案

  首先,采用合理的废水检测分析方法,确保符合国家权威性标准的同时,又保证检测方法的敏感性,如此才能最大程度上保证废水水质检测数据的准确度。其次,作为实验操作人员,需要每天对实验室温度、湿度等基础数据进行定时测量和记录,避免实验室环境变化对检测数据产生影响,同时通过数据对比,分析得出实验室废水质量检测的最佳环境。同时,每次操作完成后要对所用仪器进行清理、消毒和干燥处理,避免一起受到污染,且定期对各种仪器进行检查和保养,确保其能一直符合实验室精度检测标准。另外,在实验室进行纯净水的废水质量检测和记录时,一定要充分认识到规范操作的必要性,保证整个实验过程中水样质量符合要求。

  (二)回收处理措施

  1.治理一般混合废水

  一般混合废水数量大且仅含有少量CODCr时,可以直接将小批量含铜废水、酸碱废水进行混合,经过综合处理系统处理,经过各个流程后可以顺利完成污水处理。处理时经过置换与混凝,选择PAM絮凝剂,通过斜板沉淀池,对沉淀后的泥水进行分离处理,用清水缸收集上层清水,利用砂率器进行后续过滤处理,通过对污水中悬浮物的回收处理,调整废水的pH值,废水处理后达标后方可进行排放。

  2.治理酸碱废水的方法

  印刷电路板生产废水中酸碱废水主要来自生产线洗缸产生的废液,主要污染物为CODCr,经过分开收集后按照一般混合废水处理方式。实际处理时为了保证处理的质量,需要将酸碱废水平均定量加入,最终通过综合处理系统完成分析与处理。

  3.治理一般有机废水

  印刷电路板生产废水主要来自退膜、显影等工序清洗时产生的废水,这种废水中含有高浓度的CODCr。处理时需要增加预处理后的高浓度有机废水,而且涉及酸化和顿氧化操作。实际处理时双氧水作为处理氧化剂、硫酸亚铁为催化剂,酸性环境下二价铁盐会分解成双氧水,生成游离氢氧自由基,这种自由基具有极强的氧化能力,与有机物反应成生成水与二氧化碳。处理完成后调整酸碱度,利用的泵定量方式将其加入处理系统中。

  4.治理高浓度有机废水

  高浓度有机废水中含有大量CODCr,在对其进行治理时,首先需要对其进行预处理。而预处理时需要先对其进行酸化,然后在进行沉淀处理。即实际处理操作中,通过酸化剂调整废水的酸碱值,使其稳定在5左右,然后在酸化处理的废水中聚合氯化铁,从而得到大颗粒絮状沉淀,即固液分离物,以此实现对油状有机物的有效凝聚。之后,向废水中絮凝剂PAM,将悬浮物的凝聚作用催发到极致,最后再利用压滤处理技术,对高浓度有机废水中的固体悬浮物进行分离处理,回收其中对油状有机物。四、结语总之,印刷电路板废水处理技术及运用效果对行业发展来说具有现实意义,废水处理效果直接关系到企业效益及市场竞争力。印刷电路板废水处理人员掌握废水处理技术要点,利用各类处理技术,提高废水处理效率,实现企业经济效益的最大化。

  参考文献:

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  [4]刘玉东,肖航,杨勇,张会文,蔡金燕,张春雷,操家顺.印刷电路板(PCB)生产废水处理工艺升级改造[J].中国给水排水,2019,35(08):111-115+119.

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  作者:涂佳

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