申请日2015.06.12
公开(公告)日2015.09.30
IPC分类号C02F103/16; C02F9/14
摘要
一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，包括二级除铜过程：第一级除铜去除废水中的水合铜离子，第二级除铜去除络合铜离子，其具体工艺包括如下步骤：废水提升后，进入PH调整池，通过泵浦加入碱性药剂将PH控制在8.5～9，进入快混池、慢混池，一级沉淀后的清水通过泵浦提升进入破络池，加适量硫酸亚铁破络，再将废水PH调节至8～9，过快混池、慢混池、二级沉淀后废水进入PH回调池，进行生化处理，达标排放。本发明节约了药剂处理成本，稳定了排放水水质，有利于污泥减量化，有利于有回收价值资源化回收，在现有PCB行业废水处理中有重大推广价值。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，其特征是：包括二级除铜过程：第一级除铜去除废水中的水合铜离子，第二级除铜去除络合铜离子，其具体工艺包括如下步骤：
(1)第一级除铜：用提升泵将综合废水引入PH调整池，通过泵浦往废水中添加碱性药剂用搅拌机进行搅拌均匀，将PH调节至8.5-9.0，采用PH计进行计量，再引入快混池，添加聚合氯化铝PAC用搅拌机进行搅拌均匀，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用搅拌机进行搅拌均匀，再引入一级沉淀池，此时水体中的水合铜离子会跟氢氧根发生沉淀反应，生成氢氧化铜沉淀，固液分离后，铜离子得到去除，用刮泥机将污泥刮去，采用污泥泵将污泥去除;
(2)第二级除铜：一级沉淀后的清水通过泵浦提升进入破络池，加入硫酸亚铁破络，用搅拌机进行搅拌均匀，再引入PH调节池，添加碱性药剂用搅拌机进行搅拌均匀，再将废水PH 调节至8～9，采用PH计进行计量，再引入快混池，添加聚合氯化铝PAC用搅拌机进行搅拌均匀，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用搅拌机进行搅拌均匀，再引入二级沉淀池，用刮泥机将污泥刮去，采用污泥泵将污泥去除，二级沉淀后的废水进入PH回调池，再加入硫酸亚铁用搅拌机进行搅拌均匀，亚铁离子会与水体中铜离子发生氧化还原反应，将2价的铜离子还原为1价的铜离子，1价的铜离子跟氢氧根结合的能力加强，形成不稳定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，达到破络的效果，从而有效去除水体中的铜离子，再添加硫化钠，进一步去除水体中的铜离子，再进行生化处理，达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，其特征是：所述碱性药剂为液碱、片碱、石灰中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，其特征是：所述聚合氯化铝PAC的用量为25kg/1000立方废水。
4.根据权利要求1所述的一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，其特征是：所述聚丙烯酰胺PAM 的用量为2kg/1000立方废水。
5.根据权利要求1所述的一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，其特征是：所述硫化钠的用量为50kg/1000立方废水。
说明书
一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的处理工艺，具体涉及一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺。
背景技术
PCB行业废水主要产生于PC板之湿式制程如：内层刷磨、内层显影、内层蚀刻、内层去膜、电镀、化学EDTA等工序。各湿式制程单元之药液采用多种化学原料，在生产过程中排出各类老化的高浓度废弃槽液及低浓度清洗废水。线路板生产废水成分复杂，并且浓度差距大，废水中主要含Cu2+、Ni2+、COD、酸、碱、EDTA络合离子等污染成份，若不进行有效治理，将对环境产生严重污染。根据各生产线工艺、药剂、保养周期等不同，可将整个废水分为：综合废水、有机废水、去膜显影废水、EDTA络合废水。
废水中主要污染物为Cu2+、pH、COD、EDTA络合物、SS等，现有工艺是废水先进入综合废水调节池经水质、水量调节后用提升泵将废水提升至综合废水破络反应池。在提升泵前，用管道将硫酸亚铁药剂桶相连，废水在提升的过程中已添加药剂。在酸性条件下亚铁离子与铜离子发生氧化还原反应、物理吸附等诸多因素的协同作用下进行破络反应达到破络效果，废水破络后进入pH调整池，在此将pH调整至8.5～9.5，Cu2+、Fe3+、Fe2+等重金属离子在碱性条件下，生产氢氧化物沉淀，然后进入快混池投入适量的混凝剂进行混凝反应，在快混池中产生较小的矾花后进入慢混池，慢混池中投入絮凝剂将快混池中的小矾花絮凝成较大的矾花进入沉淀池进行固液分离，达到更好的沉淀效果，沉淀池固液分离后的上清液进入pH回调池将pH回调到6～9，回调池出来的水进入中间池，中间池设有砂滤增压泵，增压泵将中间池中的废水打入砂滤器进行过滤处理，出水到放流池后达标排放。此传统工艺在水质较为恶劣的时候，尤其对于中低浓度综合废水很难一次处理达标，需循环处理。
现有工艺中，废水在提升的过程中就已经添加硫酸亚铁。进入水体的Fe2+会跟铜离子进行氧化还原反应，理论上Fe2+跟水合铜离子、络合铜离子都会反应，反应后的金属离子，通过加碱与OH-反应生成氢氧化物沉淀。加入硫酸亚铁的目的是为了破络，破坏络合铜的稳定性，最后达到铜的去除，使水质达标。但是水体中绝大多数铜为水合铜离子，只需要简单的加碱就可以去除，真正需要使用破络而得到去除的铜离子为极少数。根据化学反应中的离子碰撞理论，Fe2+会绝大多数与本不需要破络的水合铜离子进行氧化还原反应，而需要进行破络反应的络合铜离子得不到足够量的亚铁离子。现有工艺利用硫酸亚铁、硫化钠作为破络剂，用量特别大，导致药剂成本偏高。随着大剂量硫酸亚铁的使用，会极大增加液碱、石灰的用量。与此同时沉淀池会产生大量含铜污泥，极易造成沉淀池起浮泥，影响后续废水正常排放。因此，迫切需要提供一种新型的处理PCB电镀中低浓度综合废水的工艺来替代以上传统的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，从而解决背景技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种处理PCB电镀中低浓度综合废水的二级除铜工艺，包括二级除铜过程：第一级除铜去除废水中的水合铜离子，第二级除铜去除络合铜离子，其具体工艺包括如下步骤：
(1)第一级除铜：用提升泵将综合废水引入PH调整池，通过泵浦往废水中添加碱性药剂用搅拌机进行搅拌均匀，将PH调节至8.5-9.0，采用PH计进行计量，再引入快混池，添加聚合氯化铝PAC用搅拌机进行搅拌均匀，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用搅拌机进行搅拌均匀，再引入一级沉淀池，此时水体中的水合铜离子会跟氢氧根发生沉淀反应，生成氢氧化铜沉淀，固液分离后，铜离子得到去除，用刮泥机将污泥刮去，采用污泥泵将污泥去除;
(2)第二级除铜：一级沉淀后的清水通过泵浦提升进入破络池，加入硫酸亚铁破络，用搅拌机进行搅拌均匀，再引入PH调节池，添加碱性药剂用搅拌机进行搅拌均匀，再将废水PH 调节至8～9，采用PH计进行计量，再引入快混池，添加聚合氯化铝PAC用搅拌机进行搅拌均匀，再引入慢混池，添加聚丙烯酰胺 PAM用搅拌机进行搅拌均匀，再引入二级沉淀池，用刮泥机将污泥刮去，采用污泥泵将污泥去除，二级沉淀后的废水进入PH回调池，再加入硫酸亚铁用搅拌机进行搅拌均匀，亚铁离子会与水体中铜离子发生氧化还原反应，将2价的铜离子还原为1价的铜离子，1价的铜离子跟氢氧根结合的能力加强，形成不稳定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，达到破络的效果，从而有效去除水体中的铜离子，再添加硫化钠，进一步去除水体中的铜离子，再进行生化处理，达标排放。
所述碱性药剂为液碱、片碱、石灰中的一种，用量由PH计自动控制，废水PH8.5会自动加药，高于9.0会自动停药，其用药量由调节池废水PH 值决定，废水越酸所要的加碱量越大，废水PH越高所要的加碱量越少。
所述聚合氯化铝PAC的用量为25kg/1000立方废水。
所述聚丙烯酰胺PAM 的用量为2kg/1000立方废水。
所述硫化钠的用量为50kg/1000立方废水。
第一级除铜工艺完成，通过直接加碱的方式，可以去除水体中的水合铜离子，此时一级沉淀池出水的含铜量一般为2-10mg/L，出水进入第二级除铜段继续去除络合铜离子。
第二级除铜工艺完成，通过硫酸亚铁、硫化钠可以去除水体中的络合铜离子。二级沉淀池出水的含铜量一般为0.2mg/L-0.3mg/L。出水经检测达标后可以排放或是COD有更高要求可以进后续生化处理系统。
铜离子在水体中有不同的存在形态，在酸性条件下，大部分铜离子是与水分子配位结合为水合铜离子;还有少量铜离子会与离子官能团，如铵根离子、EDTA、草酸根离子、柠檬酸离子进行配位结合成较为稳定的且溶于水的络合铜离子。铜离子跟不同离子或是官能团结合，会形成性质不同的离子存在形态。水合铜离子，随着水体中OH-浓度的提高，即随着PH 值的升高，Cu2+会与OH-形成Cu(OH)2沉淀，当水体PH达到8.5时，水体中的水合铜离子形成氢氧化物沉淀析出。
水体中的络合铜离子与水合铜离子有不同性质，铜离子与少数离子结合的能力大于与OH-结合的能力，所形成的络合铜离子比Cu(OH)2更为稳定，所以较为稳定的络合铜离子不能用直接加碱的方式去除，络合铜的去除，要首先破坏原有络合铜的稳定性。总的来说，亚铁离子会与水体中铜离子发生氧化还原反应，将2价的铜离子还原为1价的铜离子，1价的铜离子跟氢氧根结合的能力加强，形成不稳定的CuOH，被氧化后形成 Cu(OH)2，达到破络的效果，从而有效去除水体中的铜离子。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过二级除铜工艺，亚铁离子只需要用来去除水体中的络合铜离子，用量自然会减少，硫酸亚铁用量的减少，也会使液碱、石灰的用量减少，而硫酸亚铁、液碱、石灰占据了药剂成本的大部分，因此大大降低了药剂成本。
2、、两级去铜工艺有利于消除车间排水的波动对废水处理稳定的影响，可增加对废水调控的手段。
3、经两级沉淀处理，出水COD进一步降低，固体药剂的加药量会明显减少，可减少系统污泥量，同时也可相应提高污泥含铜量。根据实验核算，单位废水处理成本可以下降20%-30%，废水处理的污泥量会下降25%-35%，污泥含铜量会上升0.5%-2%。
本发明节约了药剂处理成本，稳定了排放水水质，有利于污泥减量化，有利于有回收价值资源化回收，在现有PCB行业废水处理中有重大推广价值。