1、引言

1.1 問題的提出

在印制電路板（PCB）生產(chǎn)中,，內(nèi),、外層蝕刻線、顯影線、去膜線等顯影,、去膜工段,，會(huì)產(chǎn)生一定量的高CODCr（化學(xué)需氧量，Chemical Oxygen Demand）堿性有機(jī)廢水,，通常稱為油墨廢水,。油墨的成份主要是由樹脂、填料,、顏料,、助劑和溶劑等組成，其主要成分樹脂是大分子有機(jī)物,，呈弱酸性,，能與堿性的顯影液Na2CO3、去膜液NaOH發(fā)生反應(yīng)從而溶解到顯影液和去膜液中,，產(chǎn)生油墨廢水,。溶解在廢水中的大量有機(jī)物是導(dǎo)致油墨廢水CODCr高的主要原因，其CODCr可高達(dá)10000mg/L以上,。由于此類廢水水量較大，作為危險(xiǎn)廢物委托有資質(zhì)的公司處理成本較高,，大部分線路板企業(yè)都是排入廢水處理系統(tǒng)自行處理,，雖然其水量只占總水量的約5%，但其CODCr總量占總體廢水CODCr總量的60%以上,。因此,，此類廢水CODCr處理效果的好壞，對(duì)于整體廢水CODCr達(dá)標(biāo)至關(guān)重要,。

1.2 行業(yè)處理工藝現(xiàn)狀

行業(yè)內(nèi)處理油墨廢水,，常規(guī)工藝主要采用酸析+氣浮的組合工藝。一方面,，該工藝對(duì)于CODCr的去除率有限,，且處理后廢水進(jìn)入后端系統(tǒng)處理難度較大，對(duì)于廢水CODCr排放限值低的企業(yè)來說,，可能有超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),；另一方面，采用該工藝存在操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大,、設(shè)備腐蝕快等問題,。

2、處理工藝流程

2.1 常規(guī)工藝流程的弊端

由于油墨中有機(jī)物在酸性條件下,，可從油墨廢水中析出,，常規(guī)的油墨廢水采用酸析的工藝處理，即利用油墨在酸性條件下以固體形式從廢水中析出的特點(diǎn)，將油墨廢水pH值調(diào)節(jié)至2~3,，使大部分油墨以浮渣或沉淀物的形式從廢水中析出,，再將清液與析出固體分離，沉淀池清液再進(jìn)入有機(jī)廢水,。經(jīng)過預(yù)處理后,，進(jìn)入生化系統(tǒng)深度處理，進(jìn)一步降低廢水CODCr,，從而實(shí)現(xiàn)CODCr達(dá)標(biāo),。

常規(guī)處理工藝流程（如圖1）。

該工藝存在以下問題：

（1）CODCr去除率約70%,，沉淀池出水CODCr約3000mg/L,，且BOD5/CODCr<0.2，可生化性差,。而通常有機(jī)廢水CODCr為300~600mg/L,，如此高CODCr、可生化性差的廢水進(jìn)入有機(jī)廢水,，會(huì)對(duì)有機(jī)廢水造成較大波動(dòng),，且給后續(xù)生化系統(tǒng)帶來不小降解壓力。

注：BOD：生化需氧量,，表示用好氧微生物氧化污水中的還原性物質(zhì),，所消耗的氧氣量，用以間接衡量水中有機(jī)污染物的含量,；BOD5：5天生化需氧量,，因微生物氧化過程極其緩慢，在實(shí)驗(yàn)室中,，測(cè)定生化需氧量規(guī)定5天消耗的氧氣量,，作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

BOD5/CODCr：該參數(shù)通常用來衡量污水的可生物降解性,，對(duì)于低濃度有機(jī)廢水,，一般認(rèn)為BOD5/CODCr大于0.3為可生化性良好。

（2）沉淀池浮渣需頻繁清理,，主要采用刮渣機(jī)或人工清理,，由于廢水酸性較強(qiáng)，對(duì)設(shè)備腐蝕較大,，刮渣配套設(shè)備故障率高,，若采用人工清理方式，工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度較大,。

（3）沉淀池底部污泥容易板結(jié),，堵塞管道或無(wú)法正常排泥，需停機(jī)人工清理沉淀池底部板結(jié)的泥渣，不僅影響系統(tǒng)正常運(yùn)行,，而且清理工作量大,。

2.2 改進(jìn)后工藝流程的特點(diǎn)

通過研究各種水處理工藝，結(jié)合線路板油墨廢水水質(zhì)成分分析,，確定一種穩(wěn)定,、具有效的處理工藝，其工藝流程（如圖2）,。

該工藝為深南電路股份有限公司一項(xiàng)實(shí)用新型專利（專利證號(hào)：ZL201020145459.8）,，有以下特點(diǎn)：

（1）CODCr去除率可達(dá)80%以上，出水CODCr可降低至2000mg/L以下,。

（2）出水BOD5/CODCr值可提高至0.3以上,，可生化性提高，為后續(xù)生化系統(tǒng)降解CODCr奠定基礎(chǔ),。

（3）污泥沉淀到底部,，無(wú)浮渣，且底部污泥不會(huì)板結(jié),。

（4）由于鐵鹽混凝劑的絮凝作用,，污泥沉降速度較常規(guī)工藝快，沉淀池設(shè)計(jì)負(fù)荷可比常規(guī)工藝高,，節(jié)約土建成本,。

3、工藝原理

3.1 反應(yīng)階段混凝,、絮凝工藝的作用

常規(guī)工藝中，油墨廢水酸析后,，水中產(chǎn)生大量懸浮的小固體析出物,，沉降速度慢。沉淀池應(yīng)設(shè)計(jì)較小的負(fù)荷,，增加停留時(shí)間,，盡可能使懸浮顆粒物沉淀進(jìn)入污泥中。通常在實(shí)際操作中,，部分顆粒物在水中以懸浮狀態(tài)存在,，無(wú)法在沉淀池沉淀，進(jìn)入后續(xù)處理流程,，導(dǎo)致CODCr去除率低,。改進(jìn)工藝中增加了混凝和絮凝的工藝，通過選擇合適的混凝劑,，能有效減少顆粒物進(jìn)入后續(xù)處理流程,，提高CODCr去除率。

“混凝”是通過電中和方式使水中膠體微粒子“脫穩(wěn)”，再通過吸附架橋和網(wǎng)捕方式將微粒子相互粘結(jié)和聚集在一起的過程,。通常使用的混凝劑主要是鋁,、鐵鹽及其聚合物，如聚合氯化鋁（PAC）,、聚合硫酸鐵（PFS）,、硫酸鋁、氯化鐵等,?！靶跄笔遣捎镁酆衔锔叻肿渔?zhǔn)箲腋〉念w粒與顆粒之間發(fā)生架橋而凝聚成大顆粒的過程，常用的絮凝劑是聚丙烯酰胺（PAM）,。

混凝,、絮凝過程是多種因素綜合作用的結(jié)果，其過程和效果與混凝劑,、絮凝劑分子結(jié)構(gòu),、電荷密度、懸浮顆粒表面性質(zhì),、介質(zhì)（水）的pH值等因素有關(guān),。幾種常用的混凝劑適用pH對(duì)比（如表1）。該工藝中,，絮凝,、沉淀后廢水pH值在4~6之間，后續(xù)進(jìn)入芬頓氧化工藝,，反應(yīng)的pH值需控制在3左右,，為了節(jié)約藥劑成本，應(yīng)選擇pH值適用范圍更廣的混凝劑,。其中,，聚合硫酸鐵是一種無(wú)機(jī)高分子化合物，分子通式一般可表示為[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]m,，具有立體的聚合結(jié)構(gòu),。在水解時(shí)很快形成[Fe2（OH）33+]、[Fe2（OH）24+],、[Fe3（OH）45+],、[Fe4（OH）66+]等多核心、多分支的絡(luò)合水解產(chǎn)物[2],，通過吸附,、架橋、網(wǎng)捕等作用,，使水中膠體快速凝結(jié)在一起,，促使膠?？焖倌Y(jié)沉淀，能有效去除常規(guī)工藝無(wú)法去除析出的懸浮狀態(tài)油墨顆粒,，提高CODCr去除率,。