線路板藥劑廢水的物理—化學預處理工藝

張汝嘉

（廣州市中綠環保有限公司 廣東廣州 510000）

線路板藥劑成分復雜，配方均為強酸強堿、高分子及絡合物。藥劑研發、生產過程中產生的廢水污染物濃度高，單一預處理工藝難以滿足后續生化工藝的要求。為此，需使用多種物化反應結合的工藝對此類廢水進行預處理，提高廢水可生化性，保證達標排放。

1 工程背景

某線路板藥劑廠排出的廢水，根據環境評價報告，組成如下（水質見表1）：

（1）生產廢水：酸堿廢水、含銅廢水、有機廢水；（2）研發廢水：化學沉銅、酸/堿蝕刻、化學清洗、棕化及顯影等試驗廢水；（3）地面沖洗水：車間地面沖洗水。

表1 廢水水質

廢水經收集后混合處理，執行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。

2 工藝確定

此類高濃度有機廢水通常采用酸析[1]、Fenton[2]等工藝，將高分子有機物、絡合物轉化為小分子及重金屬離子，出水再以混凝-絮凝-沉淀工藝處理[3]，最后進入生化段進行處理[3]。

廢水物化預處理工藝確定為酸析-Fenton-混凝沉淀，出水進入生化段。為獲得工藝參數，對廢水進行小試。

3 小試

3.1 實驗過程

3.1.1 酸析：取5000mL廢水，以20%H2SO4調節pH至2.0后攪拌均勻，添加少量粉末活性炭，攪拌反應30min后以濾紙過濾，收集濾液。

3.1.2 Fenton：酸析后濾液取4800mL分為6等份，每份800mL，分別標記為FentonA、FentonB、FentonC、FentonD、FentonE及FentonF。Fenton反應藥劑理論摩爾比Fe2+:H2O2=1:10，摩爾比Fe2+:H2O2，藥劑量根據質量比COD:H2O2而定。設酸析出水COD=5000mg·L-1，水樣按不同的COD:H2O2質量比加藥（表2）。稱取規定量的FeSO4·7H2O加入廢水，攪拌均勻后加入規定量的H2O2，以磁力攪拌器攪拌反應30min。反應后過濾，收集濾液。

表2 Fenton 反應加藥量

3.1.3 混凝反應：Fenton反應后的6份濾液以NaOH調節pH=8.5，加入Na2S[4][5]，攪拌反應5min，按參考數據[6]加入1.5mg·L-1PAM，緩慢攪拌5min后靜置。沉淀15min后過濾。

3.2 小試結論

出水水質檢測結果見表3。根據《污水綜合排放標準》一級標準，Cu≤0.50mg·L-1，Zn≤2mg·L-1，Mn≤2mg·L-1。除A類外，其他5類均滿足重金屬排放標準。B類樣品加藥量最低（Fenton藥劑質量比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類雖效果更好，但藥劑量大、產泥多、沉淀時間過長。

表3 出水水質檢測

4 工程階段

4.1 工藝流程

污水站物化預處理工藝流程見圖1，緩沖槽出水至生化區。主要設計參數及選型如下：

（1）原水槽：1個，有效容積15m3，停留時間7.5h。

（2）提升泵：4臺，每臺流量3m3·h-1，揚程12m，功率0.4kW。

（3）污泥泵：3臺，流量30L·min-1，揚程60m，壓縮空氣量0.28m3·min-1。

（4）酸析-沉淀槽：1個，有效容積12m3，停留時間6h，工藝如下：

a.pH調節：反應0.5h，投加H2SO4，調節pH值至2；

b.酸析：反應4h，投加粉末活性炭；

c.沉淀：沉淀1h，排泥0.5h。

（5）Fenton-沉淀槽：1個，有效容積12m3，停留時間6h，工藝如下：

d.pH調節：反應1h，投加H2SO4及NaOH調節pH值至3~4；

e.Fenton反應：反應3h，投加FeSO4及H2O2；

f.沉淀階段：沉淀1h，排泥1h。

（6）混凝-沉淀槽：1個，有效容積8m3，停留時間4h，工藝如下：

g.pH調節：反應0.5h，投加NaOH調節pH值至8.5~9.5；

h.混凝：反應0.5h，投加Na2S；

i.絮凝：反應0.5h，投加PAM；

j.沉淀：沉淀2h，排泥0.5h。

（7）緩沖槽：1個，有效容積1m3，停留時間0.5h。

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

圖1 污水站物化預處理工藝流程

4.2 調試效果

進 水 COD 4300~5200mg·L-1、Cu2+155~190mg·L-1、Zn2+110~130mg·L-1及總錳65~85mg·L-1，以H2SO4調節pH至2.0~2.5進行酸析，反應后投加Fenton藥劑（質量比COD:H2O2=1:1.00，摩爾比Fe2+:H2O2=1:10）；Fenton反應后回調pH至8.5~9.5進行混凝-沉淀。調試30天，物化出水COD、Cu2+、Zn2+及總錳平均值分別為796mg·L-1，0.47mg·L-1，1.94mg·L-1及1.96mg·L-1，平均去除率分別為83.8%，99.7%，98.3%及97.3%（圖2）。物化調試30天，Cu2+、Zn2+及總錳在處理后基本全部達到《污水綜合排放標準》一級標準。調試出水COD=700~800mg·L-1，基本達到預期要求。

5 討論

（1）調試階段處理效果較好，但加藥量大，反應效率有待提高。

（2）Fenton反應產泥量大，需進一步優化。

（3）一體式反應器控制精度有待提高。

（4）污水站處理工藝復雜，運行費用偏高。

圖2 調試階段污染物去除情況

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