公布日：2024.12.27
申请日：2024.09.02
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/26(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/
52(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F11/122(2019.01)N
摘要
本申请涉及水处理技术领域，更具体地说，具体公开了一种印刷电路板废水的处理系统及处理工艺。一种印刷电路板废水的处理系统包括端口依次相连的生产废水投入池、预处理单元、MCR槽、浓水处理单元和回用水池。所述预处理单元包括端口依次连接的pH调节池、解络吸附段、沉淀段，解络吸附段中投放有复合吸附剂。本申请的一种印刷电路板废水的处理系统可用于对印刷电路板废水进行回收利用，其具有操作简便，能够高效去除废水中的络合态重金属离子的优点。
权利要求书
1.一种印刷电路板废水的处理系统，其特征在于，包括端口依次相连的生产废水投入池、预处理单元、MCR槽、浓水处理单元和回用水池。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：所述预处理单元包括三个输入端，所述生产废水投入池的输出端与所述预处理单元的第一输入端连接；所述MCR槽包括两个输出端，第一输出端与所述浓水处理单元的输入端连接，第二输出端连接有污泥池；所述污泥池包括两个输出端，第一输出端连接有板框压滤机，第二输出端与所述预处理单元的第二输出端连接；所述板框压滤机包括两个输出端，第一输出端将干污泥输出，第二输出端与所述与预处理单元的第三输入端连接。
3.根据权利要求2所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：所述MCR槽中包括MCR膜、产水自吸泵和仪表阀门，所述MCR膜通量为12-15L/m2·h，过滤孔径为0.4μm。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：所述预处理单元包括端口依次连接的pH调节池、解络吸附段、沉淀段。
5.根据权利要求1所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：所述浓水处理单元包括端口依次连接的pH回调池、一级反渗透单元和二级反渗透单元，所述一级反渗透单元和所述二级反渗透单元均包括反渗透膜、进水泵、高压泵和仪表阀门。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：所述一级反渗透单元包括两个输出端，第一输出端与所述二级反渗透单元的输入端连接，第二输出端与回用水池的输入端连接；所述二级反渗透单元包括两个输出端，第一输出端将浓水输出，第二输出端与回用水池的输入端连接，所述一级反渗透单元和所述二级反渗透单元中的反渗透膜通量为12-15L/m2·h，脱盐率≥97%。
7.一种印刷电路板废水的处理工艺，其特征在于，应用权利要求1-6任一项所述的印刷电路板废水的处理系统进行，包括以下步骤：S1:废水由生产废水投入池进入预处理单元停留12-16h，调节pH为8-9，加入复合吸附剂进行解络吸附、沉淀，复合吸附剂的添加量为预处理单元单次处理废水质量的40-60%；S2:经过沉淀后的产水进入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下过滤大颗粒絮体，使大颗粒絮体等污染物截留在MCR槽内，实现固液分离；S3:MCR槽产水进入浓水处理单元，调节废水pH至6-7，通过一级反渗透单元和二级反渗透单元的反渗透膜对泵入浓水处理单元废水中的镍、锡、铜等未被吸附的金属离子进行进一步的截留，产水透过反渗透膜进入回用水池。
8.根据权利要求7所述的印刷电路板废水的处理系统，其特征在于：按照重量份计，所述复合吸附剂的原料包括10-30份壳聚糖纤维、1-5份冠醚类化合物、10-20份泡沫塑料、0.1-0.5份钛酸酯偶联剂。
9.根据权利要求8所述的印刷电路板废水的处理工艺，其特征在于：所述冠醚类化合物为二苯并-18-冠-6。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板废水的处理工艺，其特征在于，所述复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1:将壳聚糖纤维与二苯并-18-冠-6混合均匀，按照料液比为1:(5-9)与乙醇混合，继续加入钛酸酯偶联剂，搅拌均匀形成混合液；S2:将混合液均匀涂覆在泡沫塑料基材上，固化处理即得。
发明内容
为了提高在对印刷电路板废水中络合物重金属离子的去除效果，本申请提供一种印刷电路板废水的处理系统及处理工艺。
第一方面，本申请提供一种印刷电路板废水的处理系统，采用如下的技术方案：一种印刷电路板废水的处理系统，包括端口依次相连的生产废水投入池、预处理单元、MCR槽、浓水处理单元和回用水池。
通过采用上述技术方案，通过设置预处理单元、MCR槽、浓水处理等多个单元，能够实现废水处理的多级集成化，提高处理效率，针对PCB废水中复杂的污染物成分，实现有效的分类处理和资源回收，符合当前环保和可持续发展的趋势。
可选的，所述预处理单元包括三个输入端，所述生产废水投入池的输出端与所述预处理单元的第一输入端连接；所述MCR槽包括两个输出端，第一输出端与所述浓水处理单元的输入端连接，第二输出端连接有污泥池；所述污泥池包括两个输出端，第一输出端连接有板框压滤机，第二输出端与所述预处理单元的第二输出端连接；所述板框压滤机包括两个输出端，第一输出端将干污泥输出，第二输出端与所述与预处理单元的第三输入端连接。
通过采用上述技术方案，通过设置三个输入端，增强了预处理单元的灵活性和处理能力。污泥池的设置不仅实现了污泥的集中处理，而且通过第二输出端与预处理单元的连接，形成了闭环处理流程，提高了废水处理的循环利用率，提高了系统的整体处理效率，通过循环设计也有助于减少化学药品的使用，降低了系统的运行成本，并且提高了污泥的资源化利用率。
可选的，所述MCR槽中包括MCR膜、产水自吸泵和仪表阀门，所述MCR膜通量为12-15L/m2·h，过滤孔径为0.4μm。
通过采用上述技术方案，通过精确的参数设置，提高了MCR槽的处理精度和稳定性，延长了设备的使用寿命，降低了长期运营的维护成本。
可选的，所述预处理单元包括端口依次连接的pH调节池、解络吸附段、沉淀段。
通过采用上述技术方案，通过pH调节、解络吸附和沉淀等步骤，有效去除废水中的络合物和悬浮物，特别是对络合状态的重金属离子，在预处理阶段进行先行解络处理后沉淀，能够显著降低废水中的络合物重金属离子的含量。这种分步处理的方法，提高了预处理效率，降低了后续处理单元的负荷，为后续的MCR处理和反渗透处理提供了良好的水质条件。
可选的，所述浓水处理单元包括端口依次连接的pH回调池、一级反渗透单元和二级反渗透单元，所述一级反渗透单元和所述二级反渗透单元均包括反渗透膜、进水泵、高压泵和仪表阀门。
通过采用上述技术方案，通过两级反渗透的串联使用，实现了对废水中金属离子的深度去除，这种多级反渗透技术的应用，显著提高了系统的脱盐率和金属离子的去除效率，大幅度降低了废水中的溶解固体含量，提升了产水的水质，实现了对废水资源的最大化利用。
可选的，所述一级反渗透单元包括两个输出端，第一输出端与所述二级反渗透单元的输入端连接，第二输出端与回用水池的输入端连接；所述二级反渗透单元包括两个输出端，第一输出端将浓水输出，第二输出端与回用水池的输入端连接，所述一级反渗透单元和所述二级反渗透单元中的反渗透膜通量为12-15L/m2·h，脱盐率≥97％。
第二方面，本申请提供一种印刷电路板废水的处理工艺，采用如下的技术方案：一种印刷电路板废水的处理工艺，包括以下步骤：S1:废水由生产废水投入池进入预处理单元停留12-16h，调节pH为8-9，加入复合吸附剂进行解络吸附、沉淀，复合吸附剂的添加量为预处理单元单次处理废水质量的40-60％；S2:经过沉淀后的产水进入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下过滤大颗粒絮体，使大颗粒絮体等污染物截留在MCR槽内，实现固液分离；S3:MCR槽产水进入浓水处理单元，调节废水pH至6-7，通过一级反渗透单元和二级反渗透单元的反渗透膜对泵入浓水处理单元废水中的镍、锡、铜等未被吸附的金属离子进行进一步的截留，产水透过反渗透膜进入回用水池。
通过采用上述技术方案，本申请的处理工艺具有工艺简单、成本低廉、去除效果好、能耗低等优点，在废水深度处理技术领域具有良好的推广应用前景。
可选的，按照重量份计，所述复合吸附剂的原料包括10-30份壳聚糖纤维、1-5份冠醚类化合物、10-20份泡沫塑料、0.1-0.5份钛酸酯偶联剂。
通过采用上述技术方案，泡沫塑料的骨架结构上具有大量的孔隙和复杂的网状结构，形成了微孔和宏孔的多级孔体系，这些孔隙不仅增加了泡沫塑料的比表面积，能够作为载体负载吸附剂，为吸附剂提供了更多的活性位点，增加了其与络合态重金属接触的机会；还为重金属离子提供了更多进入材料内部的通道，有利于重金属离子的扩散和吸附。
冠醚类化合物因其独特的环状结构，能够对络合态的重金属离子进行更加精准的识别和吸附，壳聚糖纤维具有较高的比表面积和多孔性，提供了大量的吸附位点，与冠醚类化合物复合后，可以显著增加对重金属离子的吸附容量，同时能够提高复合吸附剂的机械强度和稳定性，提高复合吸附剂的耐用性。
此外，壳聚糖具有良好的亲水性，能够在水中膨胀形成凝胶，有助于提高对水溶液中重金属离子的接触和吸附，冠醚类化合物的化学选择性与壳聚糖微球的物理吸附作用相结合，可以实现更高效的重金属离子捕集。钛酸酯偶联剂能够与壳聚糖纤维中的氨基或羟基发生化学反应，形成化学交联网络，促进壳聚糖纤维的凝胶化，提高复合吸附剂的化学稳定性和结构强度。
可选的，所述冠醚类化合物为二苯并-18-冠-6。
通过采用上述技术方案，相比于其他络合态重金属离子的分离，由于铜离子能够与多种络合剂形成更加稳定的络合物，增加了铜离子在水溶液中的溶解度和稳定性，使其不易通过常规方法沉淀或吸附去除，二苯并-18-冠-6的使用，利用了冠醚聚合物对于金属离子的单一选择性和高度吸附性，将其负载于泡沫塑料中能够对络合态的铜离子进行有效的吸附和分离。
可选的，所述复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1:将壳聚糖纤维与二苯并-18-冠-6混合均匀，按照料液比为1:(5-9)与乙醇混合，继续加入钛酸酯偶联剂，搅拌均匀形成混合液；S2:将混合液均匀涂覆在泡沫塑料基材上，固化处理即得。
通过采用上述技术方案，本申请的复合吸附剂的制备方法简单，易于在工业上进行推广。
综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请废水处理系统中的预处理单元中通过设置解络吸附段和沉淀段对络合态的重金属进行了针对性的分离和去除，能够有效提高对印刷电路板废水中络合物重金属离子的去除效果，为后续的MCR处理和反渗透处理提供了良好的水质条件。
2、本申请中以泡沫塑料为载体骨架，将冠醚类化合物和壳聚糖纤维的复合物负载在泡沫塑料上制备复合吸附剂，在内部形成复杂的多孔级体系，为复合吸附剂避免提供了更多的活性位点，有效提升了复合吸附剂对于络合态重金属离子的选择性和吸附性。
3、本申请的方法，能够实现废水处理的多级集成化，提高处理效率，针对PCB废水中复杂的污染物成分，实现有效的分类处理和资源回收，符合当前环保和可持续发展的趋势。
（发明人：张运广;樊绿松;张翔;闫原豪;葛金梅;谢金水）