线路板药剂废水的物理—化学预处理工艺

张汝嘉

（广州市中绿环保有限公司 广东广州 510000）

线路板药剂成分复杂，配方均为强酸强碱、高分子及络合物。药剂研发、生产过程中产生的废水污染物浓度高，单一预处理工艺难以满足后续生化工艺的要求。为此，需使用多种物化反应结合的工艺对此类废水进行预处理，提高废水可生化性，保证达标排放。

1 工程背景

某线路板药剂厂排出的废水，根据环境评价报告，组成如下（水质见表1）：

（1）生产废水：酸碱废水、含铜废水、有机废水；（2）研发废水：化学沉铜、酸/碱蚀刻、化学清洗、棕化及显影等试验废水；（3）地面冲洗水：车间地面冲洗水。

表1 废水水质

废水经收集后混合处理，执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

2 工艺确定

此类高浓度有机废水通常采用酸析[1]、Fenton[2]等工艺，将高分子有机物、络合物转化为小分子及重金属离子，出水再以混凝-絮凝-沉淀工艺处理[3]，最后进入生化段进行处理[3]。

废水物化预处理工艺确定为酸析-Fenton-混凝沉淀，出水进入生化段。为获得工艺参数，对废水进行小试。

3 小试

3.1 实验过程

3.1.1 酸析：取5000mL废水，以20%H2SO4调节pH至2.0后搅拌均匀，添加少量粉末活性炭，搅拌反应30min后以滤纸过滤，收集滤液。

3.1.2 Fenton：酸析后滤液取4800mL分为6等份，每份800mL，分别标记为FentonA、FentonB、FentonC、FentonD、FentonE及FentonF。Fenton反应药剂理论摩尔比Fe2+:H2O2=1:10，摩尔比Fe2+:H2O2，药剂量根据质量比COD:H2O2而定。设酸析出水COD=5000mg·L-1，水样按不同的COD:H2O2质量比加药（表2）。称取规定量的FeSO4·7H2O加入废水，搅拌均匀后加入规定量的H2O2，以磁力搅拌器搅拌反应30min。反应后过滤，收集滤液。

表2 Fenton 反应加药量

3.1.3 混凝反应：Fenton反应后的6份滤液以NaOH调节pH=8.5，加入Na2S[4][5]，搅拌反应5min，按参考数据[6]加入1.5mg·L-1PAM，缓慢搅拌5min后静置。沉淀15min后过滤。

3.2 小试结论

出水水质检测结果见表3。根据《污水综合排放标准》一级标准，Cu≤0.50mg·L-1，Zn≤2mg·L-1，Mn≤2mg·L-1。除A类外，其他5类均满足重金属排放标准。B类样品加药量最低（Fenton药剂质量比COD:H2O2=1:1.00），出水COD<800mg·L-1，Cu<0.5mg·L-1，Zn<2.0mg·L-1，Mn<2.0mg·L-1。C~F类虽效果更好，但药剂量大、产泥多、沉淀时间过长。

表3 出水水质检测

4 工程阶段

4.1 工艺流程

污水站物化预处理工艺流程见图1，缓冲槽出水至生化区。主要设计参数及选型如下：

（1）原水槽：1个，有效容积15m3，停留时间7.5h。

（2）提升泵：4台，每台流量3m3·h-1，扬程12m，功率0.4kW。

（3）污泥泵：3台，流量30L·min-1，扬程60m，压缩空气量0.28m3·min-1。

（4）酸析-沉淀槽：1个，有效容积12m3，停留时间6h，工艺如下：

a.pH调节：反应0.5h，投加H2SO4，调节pH值至2；

b.酸析：反应4h，投加粉末活性炭；

c.沉淀：沉淀1h，排泥0.5h。

（5）Fenton-沉淀槽：1个，有效容积12m3，停留时间6h，工艺如下：

d.pH调节：反应1h，投加H2SO4及NaOH调节pH值至3~4；

e.Fenton反应：反应3h，投加FeSO4及H2O2；

f.沉淀阶段：沉淀1h，排泥1h。

（6）混凝-沉淀槽：1个，有效容积8m3，停留时间4h，工艺如下：

g.pH调节：反应0.5h，投加NaOH调节pH值至8.5~9.5；

h.混凝：反应0.5h，投加Na2S；

i.絮凝：反应0.5h，投加PAM；

j.沉淀：沉淀2h，排泥0.5h。

（7）缓冲槽：1个，有效容积1m3，停留时间0.5h。

药剂：FeSO4·7H2O，固体NaOH，50%H2SO4，Na2S，PAM，30%H2O2，粉末活性炭。

图1 污水站物化预处理工艺流程

4.2 调试效果

进 水 COD 4300~5200mg·L-1、Cu2+155~190mg·L-1、Zn2+110~130mg·L-1及总锰65~85mg·L-1，以H2SO4调节pH至2.0~2.5进行酸析，反应后投加Fenton药剂（质量比COD:H2O2=1:1.00，摩尔比Fe2+:H2O2=1:10）；Fenton反应后回调pH至8.5~9.5进行混凝-沉淀。调试30天，物化出水COD、Cu2+、Zn2+及总锰平均值分别为796mg·L-1，0.47mg·L-1，1.94mg·L-1及1.96mg·L-1，平均去除率分别为83.8%，99.7%，98.3%及97.3%（图2）。物化调试30天，Cu2+、Zn2+及总锰在处理后基本全部达到《污水综合排放标准》一级标准。调试出水COD=700~800mg·L-1，基本达到预期要求。

5 讨论

（1）调试阶段处理效果较好，但加药量大，反应效率有待提高。

（2）Fenton反应产泥量大，需进一步优化。

（3）一体式反应器控制精度有待提高。

（4）污水站处理工艺复杂，运行费用偏高。

图2 调试阶段污染物去除情况

[1]何春玲,线路板行业废水处理技术的应用研究[J],广东化工,2010(7):204-206.

[2]游勇,宋少华,郑帅飞.微电解-H2O2-混凝预处理印刷线路板废水的研究[J],重庆科技学院院报,2011,13(1):120-122.

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[5]甄豪波.重金属捕集剂研究进展[J],广东化工,2013(16):84,93.

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