申请日2015.12.21
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F9/06; C02F101/20; C02F103/16
摘要
本实用新型提供了一种化学沉铜废水除铜处理系统，其包括通过管道依次连接的调节池、微电解反应池、pH调整池、絮凝池、缓冲池和MCR池。本实用新型通过以微电解反应取代传统外加破络剂的方法，无需外加破络剂，稳定性和破络效果极佳。以MCR池取代沉淀池，出水效果极其稳定，且不受水质波动、反应效果不佳等因素的影响，还无需投加大量絮凝剂。MCR池的污泥回流至絮凝池，进一步减少了絮凝剂的投加，节省药剂成本。本实用新型稳定性强，耐负荷冲击好，并且大大降低了劳动强度，提高了处理效率，符合实际生产需求。
摘要附图
权利要求书
1.一种化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的调节池，实现废水破络处理的微电解反应池，pH调整池，絮凝池，缓冲池和MCR池;
其中，所述调节池用于接收从生产线排放的化学沉铜废水，并充分调节水质和水量;微电解反应池包括沿废水流向由下往上设置的布水布气装置、微电解填料层和出水装置;pH调整池用于将从微电解反应池处理后的废水调节至絮凝反应的最佳pH值;絮凝池用于使得废水中铜离子充分反应形成絮体;所述缓冲池用于使上述絮体在重力作用下形成沉淀排出，在缓冲池内设有污泥斗，污泥斗的底部连接污泥排出管道，缓冲池上方设置有连接至MCR池的出水口;MCR池用于对从缓冲池排出的废水进行深度处理，池内设有浸没式超滤膜组件，该浸没式超滤膜组件的排水口连接有实现废水排放的抽吸泵。
2.如权利要求1所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述调节池和微电解反应池之间的管道上设置有供硫酸与废水充分混合的管道混合器，该管道混合器用于调节硫酸的加入量使之在微电解处理之前的pH值达到3～4;在管道上还连接有实现硫酸自动投加的第一pH在线控制装置。
3.如权利要求1所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述布水布气装置上还设有用于接入压缩空气进行曝气的气管。
4.如权利要求1所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述pH调整池连接至第二在线pH控制装置，该控制装置用于调节pH调整池内废水的pH值达到8.5～9.0。
5.如权利要求1所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述pH调整池中还设置有第一机械混合装置，该第一机械混合装置的混合搅拌强度控制平均速度梯度G值500～1000s-1;所述絮凝池中还设有第二机械混合装置，该第二机械混合装置的混合搅拌强度控制平均速度梯度G值30～60s-1。
6.如权利要求1至5任一项所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述MCR池底部设有连接至絮凝池的污泥回流管路，该管路包括污泥回流泵，设置在污泥回流泵上并延伸至MCR池底部的连接管，以及安装在污泥回流泵上并连接至絮凝池的回流管。
7.如权利要求6所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述污泥斗上方还设有隔挡板。
8.如权利要求6所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述调节池的排水口处还设有提升泵。
9.如权利要求6所述化学沉铜废水除铜处理系统，其特征在于：所述调节池内还设有第三机械混合装置。
说明书
一种化学沉铜废水除铜处理系统
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种化学沉铜废水除铜处理系统。
背景技术
化学镀铜俗称沉铜，是一种自身的催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子，通常用的是金属钯粒子，铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。目前化学沉铜在PCB制造业得到了广泛的应用，随着而来的是大量化学沉铜废水的产生。
由于这些废水中含有强络合剂EDTA，EDTA与铜形成络合态铜—Cu-EDTA，该Cu-EDTA的稳定性极高，采用传统的加药沉淀除铜工艺不能使铜形成沉淀物，也就达不到除铜的目的。对于化学沉铜废水的处理，首要的处理就是破络，即将络合态的Cu-EDTA破除，使铜离子游离出来，再通过加药沉淀除铜工艺在沉淀池中将铜沉淀下来，或者破络后直接形成铜的沉淀物。
常用的Cu-EDTA破络工艺有：(1)通过硫酸亚铁破络，亚铁离子与Cu-EDTA发生置换反应，形成Fe-EDTA，使铜离子游离出来;(2)通过投加硫化钠或重捕剂破络，投入的硫化钠或重捕剂可与铜形成比Cu-EDTA稳定系数更高的沉淀物，该药剂直接从Cu-EDTA中将铜抢夺过来;(3)通过高级氧化破络，在适当的条件下，高级氧化剂将EDTA氧化破坏掉，使其失去络合的能力，将铜离子释放出来。
以上三种工艺是在化学沉铜废水处理中较常用的Cu-EDTA破络工艺，这三种工艺原理各不相同，但有一个共同点——均需外加破络药剂。由于废水水质存在一定波动，不同水质的外加药剂量均不同，外加的破络药剂量控制较难，一般均是过量投加，会造成药剂浪费甚至二次污染(如硫化物)。因此外加破络药剂均存在适应性较差、耐负荷冲击较差、成本较高等问题。
此外，传统的化学沉铜废水在进行破络处理后，均是通过加药形成铜的沉淀物后，再加入大量的絮凝剂使之形成较大的絮体后，然后再进入沉淀池中进行沉淀去除，上述方法受到反应效果欠佳、形成絮体较细碎、沉淀性能不好、未及时排泥、负荷过大等因素的影响，常常会导致沉淀池出水效果不好，出水超标。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型的目的是提供一种化学沉铜废水除铜处理系统，该系统可大大降低除铜处理成本，并且具有极强的工艺适应性。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种化学沉铜废水除铜处理系统，其包括通过管道依次连接的调节池、微电解反应池、pH调整池、絮凝池、缓冲池和MCR池。
其中，调节池用于接收从生产线排放的化学沉铜废水，并充分调节水质水量。进一步的，调节池的排水口处还装设有提升泵。
为保证微电解反应池充分反应的最佳pH，在调节池和微电解反应池之间的管道上设置有供硫酸与废水充分混合的管道混合器，该管道混合器用于调节硫酸的加入量使之在微电解处理之前的pH值达到3～4，硫酸的投加量由设置在管道上的第一pH在线控制装置自动控制。
微电解反应池用于实现废水的破络处理，其包括由下至上依次设置的布水布气装置、微电解填料层和出水装置，废水从调节池流出后自下而上依次经布水布气装置、微电解填料层和出水装置，最终流向pH调整池。优选的，在底部的布水布气装置上还设有用于接入压缩空气进行曝气的气管。
pH调整池用于将从微电解反应池处理后的废水调节至絮凝反应的最佳pH值。所述pH调整池连接至第二在线pH控制装置，该控制装置用于调节pH调整池内废水的pH值达到8.5～9.0。此外，pH调整池中还设置有第一机械混合装置，该混合搅拌强度控制平均速度梯度G值500～1000s-1。
絮凝池用于使得废水中的铜离子反应形成较大的絮体，在该絮凝池中还设有第二机械混合装置，该混合搅拌强度控制平均速度梯度G值30～60s-1。
缓冲池用于接收絮凝池流出的絮体并使其在重力作用下形成沉淀排出，该缓冲池内设有污泥斗，优选的，污泥斗上方还设有隔挡板。废水进入缓冲池后，大部分含铜沉淀物在此沉淀，并从污泥斗底部的污泥排出管道排出。
MCR池用于对从缓冲池排出的废水进行深度处理，池内设有浸没式超滤膜组件，MCR池底部设有连接至絮凝池的污泥回流管路，该管路包括污泥回流泵，设置在污泥回流泵上并延伸至MCR池底部的连接管，以及安装在污泥回流泵上并连接至絮凝池的回流管道。废水经由浸没式超滤膜组件过滤后由抽吸泵抽出后排放，污泥则截留在池内底部。优选的，截留的污泥由污泥回流泵回流至絮凝池，可进一步减少絮凝剂的投加，节省药剂成本。
一种化学沉铜废水除铜处理工艺，使用上述化学沉铜废水除铜处理系统，其包括如下步骤：
步骤(1)，在废水中加入硫酸，调节废水pH至3～4。
步骤(2)，将步骤(1)处理后的废水输送至微电解反应池，经曝气和微电解填料处理后排出;具体的，微电解反应池内水力停留时间为1～2h，微电解填料与废水的反应时间控制在30～60min。此外，微电解填料层可分为1～3层，每层的高度0.5～1.5m，压缩空气曝气强度5～8L/s.m2。
步骤(3)，在经步骤(2)处理后的废水输送至pH调整池，加入氢氧化钠，使其pH控制在8.5～9.0，pH调整池的水力停留时间为10～15min。
步骤(4)，将步骤(3)处理后的废水输送至絮凝池中，加入高分子絮凝剂，高分子絮凝剂的投加量按2～5mg/L计，絮凝池水力停留时间控制在20～40min。
步骤(5)，将经步骤(4)处理后的废水输送至缓冲池，停留时间为60～90min，该步骤使得废水中的絮体在重力作用下自然沉淀，大部分的含铜沉淀物下降后从污泥斗排出，少部分的含铜介质随废水流入MCR池。
步骤(6)，带有含铜介质的废水进入MCR池，停留时间为30～60min，经浸没式超滤膜组件过滤后由抽吸泵抽出后排放，污泥则截留在池内底部。
优选的，在步骤(1)之前还包括通过调节池调节化学沉铜废水的水质和水量的步骤。
优选的，在步骤(1)和步骤(3)中，可通过在线pH控制装置根据池内pH值的实时变化，自动调节硫酸和氢氧化钠的投加量。
优选的，高分子絮凝剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸盐、聚氧化乙烯中的任一种。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过以微电解反应取代传统外加破络剂的方法，无需外加破络剂，稳定性和破络效果均优于传统处理工艺。此外，以MCR池取代沉淀池，出水效果极其稳定，且不受水质波动、反应效果不佳等因素的影响，还无需投加大量絮凝剂。MCR池的污泥回流至絮凝池，进一步减少了絮凝剂的投加，节省药剂成本。
本实用新型极大的改善了出水效果，避免了传统处理工艺稳定性差，药剂投入量大，以及耐负荷冲击较差的问题，大大降低了劳动强度，提高了处理效率，符合实际生产需求。
以下结合附图说明和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。