1、 毕业设计（论文） 9000 吨 /天线路板 废 水处理工艺设计 学 院 环境科学与工程学院 专 业 环 境 工 程 年级班别 0301 学 号 3103000244 学生姓名 刘一如 指导教师 宁寻安 副教授 2011 年 6 月 11 日 摘 要 本毕业设计的课题是 9000吨 /日线路板废水处理工艺设计 ,各类进水水质状况 如下 :有机废水 CODCr=2000mg/L,SS=900mg/L ，流量为 1140 m3/d； 含络合物的废水CODCr=200mg/L ， Cu=50mg/L ，流量为 2100m3/d ； 含铜离子废水 Cu2+=80mg/L ，CODCr=200mg/L，
2、流量为 5700m3/d； 含氰化物废水 CN=100-200mg/L， CODCr=200mg/L，流量为 60m3/d。 处理后出水达到广东省地方标准 水污染物排放限值（ DB44/26-2001）二时段一级标准 ,即 pH=6-9； CODCr=90mg/L； BOD5=20mg/L； SS=20mg/L； Cu2+=0.5mg /L；CN=0.3mg/L。 线路板 废水 种类繁多 ,成分复杂 ， 主要污染物为 重金属铜离子， pH变化大 ,对污染物彻底处理相当困难 ,因此对线路板废水进行清污分流 ,先预处理再综合处理是必要的 。本设计 将线路板废水分为 有机废水、含络合物废水、 普通
3、含铜废水、含氰化物废水 四类，采用分类处理的物化沉淀为主工艺 进行处理 。 该方法具有工艺简单，处理效果好，构造简单，操作 性强 和便于维护等优点， 而且方法成熟 ,处理成本低 ,是处理线路板废水比较理想 的 工艺。 通过对厂区的 优化 布置，该工程总的占地面积为 2200m2， 工程总投资为 584 万元，每吨废水的运行费用是 2.178 元。 关键词 ：线路板废水 ,分类处理 ,预处理 ,物化沉淀Abstract The lesson of this graduate design is the process design for 9000 ton/day circuit plank w
4、astewater.The quality of the influent organic wastewater is: CODCr=2000mg/L,SS=900mg/L,Q=1140 m3/d; The quality of the influent wastewater that contain chelated copper is: CODCr=200mg/L,Cu=50mg/L,Q= 2100m3/d;The quality of the influent wastewater that contain copper ion is: Cu2+=80mg/L,CODCr=200mg/L
5、,Q=5700m3/d.The quality of the influent wastewater that contain cyanide is:CN=100-200mg/L,CODCr=200mg/L,Q=60m3/d.As a result, the quality of the discharged water can meet the Guangdong province emission limits of municipal sewage and B emission standard limits .The quality of the effluent water is:
6、pH=6-9;CODCr=90mg/L;BOD5=20mg/L;SS=20mg/L;Cu2+=0.5mg /L;CN=0.3mg/L. The circuit plank manufacturing wastewaters composition is various and complicated ， the mainly pollution is copper and pH is unsteady ,so its very difficult to deal with it completely.Its important to classify the circuit plank was
7、tewater ,and its necessary to pretreatment before deal with it synthetically. This design divide the PCB wastewater into four groups as the organic wastewater , the chelated wastewater, the wastewater containing ordinary copper and the wastewater containing cyanide .We use the physical and chemic pr
8、ecipitation in classified process as main method,which has advantages of simple craft,effective treatment,simple structure,convenient operation and maintenace etc.And then,the method is mature and has low cost,so it is an ideal process to handle the PCB wastewater . Since optimize the plant layout,
9、the overall occupy area is 2200m2, the overall investment of the project is 5.84 million, and the operational fee is 2.178 yuan per ton of water. Key words: circuit plank wastewater,the classification handles,pretreatment, physical and chemic precipitation1 1 概述 1.1 设计 依 据 1. 污水综合排放标准 (GB8978-1996)
10、2. 水污染物排放标准 DB44/26-2001 3. 室外排水设计规范 GBJ14-87 4. 环境工程手册 水污染防治卷 5. 工业污水处理工程设计规定 DBJ08-71-98 6. 泵站设计规范 (GB/T50265-97) 7. 废水治理工程 8. 三废处理工程技术手册 1.2 设计范畴 珠海 市某线路板生产厂废水处理系统工程的处理方案，设计范围如下所示： 1. 本工程设计范围为厂区电路板生产废水，不包括雨水及厂区生活污水。 2. 本工程设计包括污水处理工艺、总图 、给排水、电气控制、土建、机械设备、仪表、分析化学等专业。 3. 本工程设计为污水处理站，自调节池至界区排放口计止，包括污
11、水处理和污泥处理。 4. 本工程所需的电源、自来水管，均需建设方按设计要求送至污水处理站界区内。 1.3 设计原则 1. 严格执行有关方面环境保护和工程建设的规定，保证出水达标。 2. 采用经济合理的工艺，保证处理效果， 节省投资 和运行管理费用。 3. 设备选型兼顾通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便，维修、维护 工作量少，价格适中。 4. 流程布局 紧凑 合理 、规范 ，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化 优美。 2 2 处理工艺 的 设计 2.1 线路板废 水的水质 特性 2.1.1 线路 板废水 的来源 1、 线路板分为单面板、双面板、多面板，生产工艺流程如下： (1)单面
12、板：开料 打磨 印线路 蚀刻 洗油墨板 钻孔 印字 烘干。 (2)双面板：原板 材料切断 材料整面 (钻孔 ) 化学处理 (镀铜 ) 贴干膜 曝光 碱性显影 蚀刻 碱性剥离 干燥 整面 Coverlav film贴合 Coverlay临时压著 热压 表面处理 (电镀 ) 外形加工 (钻孔 ) 加工防锈处理 检查 捆包、出货。 (3)多层板制作流程：发料 裁切 内层线路制作 (经测试、修补后 ) 黑化 烘烤 压合 烘烤 裁切 铣钻靶 半捞一钻孔 PTH 电镀一次铜 外层线路制作 电镀二次铜 剥膜蚀刻，剥锡铅 L Q防焊 文字印刷 喷锡 成捞 成品清洗 测试 成检 包装 出货。 内层线路制作工序：
13、前处理 压膜 D F，涂饰 L D 曝光 显影 蚀刻 黑化。 2、 线路板几种工艺生产使用的主要原料有： (1)化学沉铜工艺 :氢氧化钠、碳酸钠、表面活性剂、硫酸、双氧水、盐酸、氯化亚锡、锡酸钠、氯化钯、硫酸铜、甲醛、 EDTA。 (2)电镀 (镀铜镍锡 )工艺 :酸性除油剂、硫酸、硫酸铜、硫酸镍、氯 化镍、硼酸、硫酸亚锡。 (3)蚀刻工艺 :氢氧化钠、氯化氨、氨水 1。 2.1.2 线路板废水的 水质特性 1、 刷磨工序：下料、钻孔后的刷磨工序产生清洗废水，废水中含重金属离子等。 2、 微蚀 (过硫酸铵一硫酸 )工序：废水中主要含 Cu2+ 及 NH4+ 。在酸性条件下，废水中的 Cu2+
14、与 NH4+无法生成络合物，但在碱性条件下，可形成络合物。 3、 化学沉铜工序：废水主要含有络合剂 EDTA与 Cu2+。其中， Cu2+ 与络合剂形成极稳定的络合物，采用常规的中和沉淀法无法去除 Cu2+。 3 4、 碱性蚀刻工序：废水中主要含 Cu2+及 NH3 H2O，当 NH4+含量较高以及在碱性条件下， Cu2+与 NH4+可形成铜氨络合物，无法用中和沉淀的方法来处理废水中的铜。 5、 线路制作、防焊工序：线路制作、防焊工序产生去墨废水、显影废水等，废水中含有机物。 6、 其他工序：对于酸性去油、碱性去油、清洗等工序，也排放一定废水，废水中含重金属离子 2。 在线路板加工制作的每个环
15、节中都会产生不同程度的污染 ,由于使用的的化学药剂繁多 ,成分复杂 ,造成废水中的污染成分相对复杂 ,处理难度较大。 因此对每一类废水应该对症下药才能够取得良效。 2.2 线路板废水处理国 内外研究状况 线路板废水处理方法有化学法（化学沉淀法、离子交换法、电解法等）、物理法（各种滗析法、过滤法、电渗析、反渗透等），化学法是将废水中的污染物质转化成易分离的物态（固态或气态），物理法是将废水中的污染物富集起来或将易分离的物态从废水中分离出来，使废水达到排放标准。国内外采用的方法有以下几种 ： （ 1）滗析法 滗析法实际上是过滤法，是物理法的一种。去毛刺机排出的含有铜屑的冲洗水，经过滗析器处理，可过
16、滤除去铜屑。经滗析器过滤的出水可回用毛刺机的清洗水。 （ 2）化学法 化学法包括氧化还原法和化学沉淀法。氧化 还原法是利用氧化剂或还原剂将有害物质转化为无害物质或易沉淀、析出的物质。线路板中的含氰废水和含铬废水常采用氧化还原法，详见后面说明。化学沉淀法是选用一种或几种化学药剂使有害物质转化为易分离的沉淀物或析出物。线路板废水处理选用的化学药剂有多种，如 NaOH、 CaO、 Ca(OH)2、Na2S、 CaS、 Na2CO3、 PFS、 PAC、 PAM、 FeSO4、 FeCl3、 ISX 等，沉淀剂能把重金属离子转化成沉淀物，然后通过斜板沉淀池、砂滤器、 PE 过滤器、压滤机等，使固液分离
17、。 （ 3）化学沉淀 离子交换法 化学沉淀处理高浓 度线路板废水一步达到排放标准是比较困难，常和离子交换法结合使用。先用化学沉淀法，处理高浓度的线路板废水，使其重金属离子的含量降低到5mgL-1 左右，再用离子交换法，把重金属离子降低到排放标准。 4 （ 4）电解 离子交换法 电解法处理高浓度线路板废水可降低重金属离子的含量，其目的同化学沉淀法一样。但电解法不足之处是：只对高浓度的重金属离子处理有效，浓度降低，电流明显下降，效率明显减弱；耗电量大，推广较困难；电解法只能处理单一金属。电解 离子交换法就是镀铜、蚀刻废液，对于其它废水，还要用其它方法处理。 （ 5） 化学法 膜过滤法 线路板企业的
18、废水通过化学预处理，使有害物质沉淀出可过滤的颗粒（直径 0.1），再经膜过滤装置过滤，就能达到排放标准。 （ 6）气态凝聚 电过滤法 气态凝聚 电过滤法是美国在 80 年代开发出来的一种不加化学药剂的新颖废水处理法，属于一种物理方法来处理印制电路板废水。包括三个部分，第一部分是离子化气体发生器，空气被吸入该发生器，能过离子化磁场改变其化学结构，变成高度活化的磁性氧离子和氮离子，用射流装置把这种气体引入废水中，使废水中的金属离子、有机物等有害物质氧化并聚集成团，易于过滤除去；第 二部分是电解质过滤器，过滤除去第一部产生的聚团物质；第三部分是高速紫外线照射装置，紫外线射入水中可氧化有机物和化学络合
19、剂，降低 CODcr 和 BOD5。目前，已开发出成套一体化设备可直接应用 3。 2.3 线路板废水处理方案比较 2.3.1 离子交换法 王氏联业线路板厂生产废水成分较复杂，其中含铜离子 21.50mg/L、 NH4N23.40mg/L， SS14.00mg/L， pH5.00。设计废水处理量为 100m3/d。 根据废水中含有 Cu2 、 NH4 N、 SS及酸等多种污染物的特点，选用离子交换法处理该 厂废水，废水处理工艺流程 见 图 2.1。 5 再生废液回 收铜废水处理水阳离子交换柱调节池泵氯化钠再生液图 2.1 离子交换法工艺流程图 主要设计参数为，树脂选用 001 7，过滤流速 6m
20、/h，再生剂选用 NaCl，工作交换容量 800eq/m3 R，再生剂耗量 12g/eq R。设备 1993 年 7 月投入运行，当年 12 月通过环保局验收，设备运行以来一直没有发生过出水超标现象。原设计废水处理量为100m3/d，实际运行废水处理量为 150m3/d。由于没有设计预处理设备，废水处理工艺流程短，运行 费用低，实际运行费用为 0.35元 /立方 米废水 4。 用离子交换法处理印刷线路板生产废水， 优点 是 ：占地少、 工艺流程短 ,不需对废水进行分类处理 ,费用相对较低 ,缺点 是 ：投资大、对树脂要求高、不便于控制管理等 。但是本设计的线路板废水处理量较大，故采用此法不适宜
21、。 2.2.2 气浮法 1、 珠海市柏力（斗门）电子技术公司有限公司所排放的线路板废水的水量水质 见表 2.1。 表 2.1 污水水量及水质 污水名称 污水量 （ m3/d） 主要污染物 成分 浓度（ mg/L） 络合铜废液 1.5 EDTA COD Cu 10000 800 2000 高 COD 废液 20 pH COD 10 11 13000 低 COD 废液 80 pH COD 9 10 1500 含氟废液 1.5 F Cu 10000 700 6 重金属废液 500 Cu Mn Ni 1000 4000 4000 酸、碱性清洗废水 2000 Cu pH 1 4 8 2、 处理原理 (1
22、)络合铜废液主要是化学镀铜废液，加入 Na2S 破坏铜络合物，使 Cu2+形成 CuS沉淀去除。除 Cu后含 COD 的出水再做后续处理。 (2)含 COD 物质的去除采用化学方法和次氯酸钠氧化二级处理。高 COD 废液主要含碱性干膜，用浓 H2SO4 调节 pH2，使干膜固体凝聚，经沉淀分离后，并入低 COD 废液，再用次氯酸钠氧化处理，去除 COD 物质后做去除重金属处理。 (3)当有含氟废水时，在超过 110 高温下使氟硼酸离解生成 HF，再加石灰生成CaF2 沉淀分离，除氟后进行后续处理。 (4)重金属离子废水中主要有 Cu2+、 Mn2+、 Sn2+，调节 pH 在 10.5 左右使
23、之生成沉淀，再加混凝剂后进入气浮分离，出水进行粗滤，滤液调节 pH 值后直接排放。若重金属离子仍然超 标，则再经精滤后进入吸附处理，然后排放。吸附材料为 OT石。 (5)酸碱性清洗水的处理是先调节 pH6，再加混凝剂进行气浮处理。 (6)污泥处理：在各类废水处理过程中产生的沉淀污泥、气浮污泥进入污泥浓缩池，浓缩后污泥经压渣机过滤，滤液返回重金属废水储池，滤渣泥饼含水量为 70%，泥饼量约为 2 m3/d，运往指定地点进行掩埋。 气浮法处理工艺的流程图 见 图 2.2。 7 图 2.2 气浮法工艺流程图 3、 运行结果见表 2.2。 表 2.2 气浮法运行结果 序号 Cu（ mg/L） CODc
24、r（ mg/L） pH 进水 出水 进水 出水 进水 出水 1 206.850 0.413 1354 70.9 3.76 8.01 2 201.760 0.501 1183 60.8 2.54 6.54 3 171.850 0.348 859 45.4 4.32 7.62 4 160.310 0.217 935 35.8 3.57 8.71 5 183.150 0.465 801 66.9 2.92 8.56 注： Cu 进水样取自重金属废液贮池； CODcr 进水样取自低 COD 废液贮池； pH 进水样取自酸碱清洗水贮 池。 废水总处理费为 1.15元 /t5。 气浮法处理线路板废水有很好的效果 ， 不过由此成本会相对提高 .本设计 的部分工序可借鉴 此工艺。 2.2.3 物化和生化的方法 采用分质、分类处理的方法，含重金属铜离子为主的废水以物化沉淀为主的工艺，含有机物为主的显影废水与生活污水采用生化方法处理 ,具体的工艺流程 见 图 2.3。
