复合碱对电子电路行业废水处理的影响.pdf
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1、清洁生产与环保 Clean Production and Environment Protection印制电路信息 2024 No.1复合碱对电子电路行业废水处理的影响许东辉 刘庆辉(南通深南电路有限公司,江苏 南通 226302)摘要电子电路行业在生产过程中会产生废水,需要进行处理。在废水的处理过程中,需要大量使用碱类药剂来调节pH值。为降低碱类药剂成本,业内广泛使用复合碱替代液碱来处理废水。研究了含钙成分的碱类应用于废水处理后,对废水系统运行成本、废水处理效果、废水污泥产量及设备设施结垢的影响。分析表明,使用复合碱处理废水有助于节约成本、稳定废水处理效果,但需结合现场设备实际使用情况合理使
2、用。关键词电子电路行业;复合碱;废水污泥量;结垢影响;废水处理效果中图分类号:TN41文献标志码:A文章编号:10090096(2024)01004205Effect of complex alkali on wastewater treatment in PCB enterprisesXU Donghui LIU Qinghui(Nantong Shennan Circuit Co.,Ltd.,Nantong 226302,Jiangsu,China)AbstractThe electronic circuit industry generates wastewater during pro
3、duction,and the wastewater requires treatment.In the process of wastewater treatment,it is necessary to use a large amount of alkaline agents to regulate the acidity and alkalinity(pH).In order to reduce the cost of alkali chemicals,complex alkali(calcium-containing alkali)is widely used in the indu
4、stry instead of liquid alkali for wastewater treatment.In this paper,the effects of alkali containing calcium applied to wastewater treatment on the operating cost of wastewater system,wastewater treatment effect,wastewater sludge production and equipment scaling are studied.The analysis shows that
5、the use of complex alkali to treat the wastewater is helpful to save the cost and stabilize the wastewater treatment effect,but it should be used reasonably in combination with the actual use of on-site equipment.Key wordselectronic circuit industry;complex alkali;wastewater sludge volume;scaling ef
6、fect;wastewater treatment effect0引言在电子电路行业的生产过程中,产生的工业废水主要为酸性清洗废水及部分络合铜废水,pH值基本为25,主要污染因子为Cu2+。为保证废水作者简介:许东辉(1991),男,工程师,本科,主要研究方向为环境工程。-42印制电路信息 2024 No.1清洁生产与环保 Clean Production and Environment Protection处理稳定地达到排放标准,通常使用氢氧化钠溶液(液碱)调节废水pH值至9.0以上,使铜离子絮凝沉降入污泥中再进行去除。然而,自2021年11月以来,液碱价格增高近70%,相比之下复合碱的价格
7、基本没有大幅波动。通过前期认证,确认使用复合碱可以降低废水处理整体碱类成本。某印制电路板(printed circuit board,PCB)公司于2022年底完成了部分点位复合碱替代液碱,但缺乏复合碱中的钙离子对电子电路行业废水影响的相关研究。为了保证废水处理系统长期稳定运行,本文对此进行了分析。电子电路行业产生的废水种类较为复杂,除大部分含铜废水处理达标后可直接排放以外,剩余部分有机络合废水需要进入生化系统处理后才能实现达标排放。使用复合碱后是否会对生化系统产生不可逆的影响,目前暂不清楚。因此,生化系统废水进水的钙离子浓度管控值显得尤为重要。以国内某电路板公司为例,电子电路行业内使用的生化
8、系统工艺主要采用缺氧好氧工艺(anoxic-oxic process,AO)活性污泥法+二沉池膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)的组合工艺,通过监测进出水的污染因子浓度(主要监测化学需氧量、氨氮、总磷),定期观察挂膜填料表面是否产生碳酸钙覆盖活性污泥的方式,分析使用复合碱是否对系统产生了结垢方面的影响;监测进出水钙离子浓度,判断钙盐是否会在生化系统中富集产生不可逆的影响;收集行业内使用复合碱的情况并开展碱类市场价调研,判断复合碱使用后的成本结余效益;收集行业内使用复合碱后的废水污泥量,分析对废水污泥产生量的影响。1影响分析1.1使用复合碱对废水处理成本的影响粗略统计
9、,目前碱类药剂成本占电子电路行业废水处理成本的70%80%,采用低成本的碱类药剂是当前废水处理行业的趋势。根据市场调研的情况,当前废水处理行业使用的碱类药剂主要有4种,见表1。表 1 中,碱度为水吸收质子的能力的参数,通常用水中所含能与强酸定量作用的物质总量来标定。氢氧化钙具有碱的通性,其碱性或腐蚀性都比氢氧化钠弱,可以说是一种中强性碱。氢氧化钙对废水中胶体微粒还能起助凝作用,并作为颗粒核增重剂,加速不溶物的分离。从理论上来计算,将1 t氢氧化钙同1 t 32%浓度氢氧化钠溶液中所含OH离子进行比较1,相同质量的氢氧化钙在排除所有干扰因素的理想状态下,中和pH值所达到的效果是32%氢氧化钠溶液
10、的3.6倍。考虑到客观因素(反应速率、反应时间、溶解度等),氢氧化钙的反应效率不如氢氧化钠溶液,实际应用中,相同质量的氢氧化钙的中和废水效果,无法达到32%浓度氢氧化钠溶液中和废水效果的3.6倍。以国内某PCB公司为例,该公司处理高浓度废水分别采用了 2种药剂:复合碱(95%氢氧化钙)配制的12.5%浓度的碱溶液,每吨水处理的复合碱用量27 kg;液碱(32%氢氧化钠),每吨水处理用量83 kg。目前市场上90%含量氢氧化钙粉末和30%浓度氢氧化钠溶液价格基本接近2,使用复合碱比使用30%氢氧化钠溶液的成本节约2/3左右。因此,行业内废水处理还需把握好碱类价格的变化。1.2使用复合碱对废水处理
11、效果的影响1.2.1使用复合碱废水反应的机理介绍复合碱类药剂发挥主要作用的成分为氢氧化钙。氢氧化钙水溶液为碱性,可以很好地中和酸表1使用含氮磷成分药剂的工艺类型片碱液碱水处理剂复合碱主要成分96%氢氧化钠32%氢氧化钠溶液40%氢氧化钙、40%氢氧化铝、30%氢氧化钠95%氢氧化钙成本/(元 t1)3 2003 4008009002 0002 2001 0001 300每吨药剂提供的碱度/(kgt1)333111549436碱度成本/(元 kg1)11.867.663.922.52来源纯碱溶液,蒸发浓缩制成氯碱工业电解饱和氯化钠制备二次加工、配制天然石灰矿煅烧、提纯-43清洁生产与环保 Cle
12、an Production and Environment Protection印制电路信息 2024 No.1性废水,也可以在调节酸碱度的同时,让金属离子析出。在废水中,将pH调节至9.0以上,废水中的铜可以生成不溶物氢氧化铜而析出3。废水沉淀反应式为SO2+Ca2+Cu2+2OH=Cu(OH)2+CaSO4(1)1.2.2使用复合碱处理废水的效果影响收集某PCB公司使用复合碱处理废水前后的水质,分析情况见表2。由表 2可以看出,使用液碱和复合碱均满足除铜效果,且两种药剂处理后的废水在化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮、总磷的去除效果方面差异不大。但是在
13、实际废水处理结果上看,使用复合碱处理废水出水更加清澈,证明复合碱对废水中污泥的絮凝同样具有促进作用,可加速絮凝的沉淀。1.2.3使用复合碱处理废水对生化系统的影响根据电子电路行业近几年的使用经验,对几家PCB公司现场使用情况进行判断,使用复合碱后生化系统进水中会含有部分钙离子,但并未影响生化系统的处理效率。行业内使用复合碱后对生化系统钙离子的监控数据见表3和表4。表3中使用药剂均为钙含量40%的复合碱。使用复合碱处理电子电路行业废水后,对于使用的生化系统工艺的关键污染因子(COD、氨氮、总磷)去除率并未有明显影响。其中,COD去除率约83%,氨氮去除率约40%,总磷去除率约65%。从使用结果来
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