本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种棕化废液处理装置及处理方法。
背景技术：
随着PCB(印制线路板)行业的迅速发展，多层印制线路板以其体积小、装配密度高、重量轻等优点，市场需求量迅速增加，其生产量也随之增加。在PCB生产过程中，棕化处理是必经程序。棕化液处理是在PCB内层板上形成一层棕化膜面层以保护铜基材，具体就是一个化学蚀铜反应过程。伴随棕化过程的进行，棕化液中铜离子不断上升，当铜离子超过一定范围后，将会导致棕化铜面发白及色泽不均等品质问题。因此在实际操作过程中必须及时更换新的棕化液，这样就产生了棕化废液。随着PCB行业的快速发展，在内层线路板处理中，棕化废液的排放量越来越大。棕化废液含有铜离子(20-40g/L)、双氧水(10-20g/L)、氢离子(1-3mol/L)、硫酸根、有机类铜缓蚀剂、双氧水稳定剂、聚乙二醇等物质，若随便排放将会严重污染环境。
目前，处理棕化废液的方法有化学沉淀法、蒸发结晶及电解法。化学沉淀法需要消耗大量化学药剂，成本较高，而且由于铜以络合态形式存在，不能完全沉淀。此外，蒸发结晶高能较大，进一步增加了生产成本。电解法是目前处理棕化废液的较好方法，但是在电解棕化废液时，棕化废液中的COD(化学需氧量)值较高，废液中的铜类缓蚀剂，如苯丙三氮唑、甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑钠盐，会与电解生成的铜络合，导致电解系统难以电解出块状、光亮、高纯度的优质铜。除此以外，在电解过程中，棕化废液中的苯丙三氮唑也会在电解装置的阴极表面形成一层油性膜，这种膜阻碍了离子铜在阴极表面的析出，同时电解出的铜会附着少量的有机物，也会导致铜色泽变暗甚至发黑。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种棕化废液处理装置及处理方法，旨在消除在棕化废液电解处理过程中，废液中的铜类缓释剂对电解生成的铜的影响，从而获得块状、光亮、高纯度的优质铜。
本发明是这样实现的，一种棕化废液处理装置，包括用于贮存棕化废液的贮存装置、用于对所述棕化废液进行电解处理的电解装置，所述棕化废液处理装置还包括用于对所述棕化废液进行氧化处理的COD降解装置，所述COD降解装置连接于所述贮存装置与所述电解装置之间。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括用于向所述COD降解装置中添加催化剂的催化剂添加装置，所述催化剂添加装置与所述COD降解装置连接。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括用于对所述棕化废液进行pH调节的pH调节装置，所述pH调节装置连接于所述贮存装置与所述COD降解装置之间。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括过滤器，所述过滤器连接于所述pH调节装置与所述COD降解装置之间。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括碱液贮存装置，所述碱液贮存装置与所述pH调节装置连接。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括有机物过滤器，所述有机物过滤器连接于所述COD降解装置与所述电解装置之间。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括用于向所述电解装置中添加电解添加剂的添加剂贮存装置，所述添加剂贮存装置与所述电解装置连接。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括棕化再生液调配装置，所述棕化再生液调配装置与所述电解装置连接。
进一步地，所述棕化废液处理装置还包括用于向所述棕化再生液调配装置中添加棕化添加剂的棕化添加剂贮存装置，所述棕化添加剂贮存装置与所述棕化再生液调配装置连接。
本发明还提供了一种棕化废液处理方法，包括以下步骤：
将棕化废液的pH调节至2.0-4.0，进行过滤；
控制过滤后的棕化废液温度在60℃以下，进行氧化处理；
进行电解处理，获得单质铜和废液；
将所述废液调配成棕化液再生液。
进一步地，所述氧化处理通过添加催化剂进行，所述催化剂为含有二甲铁离子和三价铁离子的物质。
进一步地，所述将所述废液调配成棕化液再生液的过程为向所述废液中添加棕化添加剂；所述棕化添加剂为苯丙三氮唑、双氧水及聚季铵盐-47。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的一种棕化废液处理装置，通过COD降解装置将棕化废液进行电解处理之前先进行氧化处理，可将所述棕化废液中苯丙三氮唑等铜类缓释剂先氧化处理掉，避免在电解处理时所述铜类缓释剂与电解装置电解生成的单质铜进行络合；也避免了棕化废液中的苯丙三氮唑在电解装置的阴极表面形成一层油性膜而阻碍离子铜在阴极表面析出以及少量有机物在生成的铜表面聚集的问题，由此可获得块状、光亮、高纯度的优质铜。
本发明提供的与所述棕化废液处理装置对应的棕化废液处理方法，能将棕化废液中的COD降低至80-300ppm，其中的有机物基本消除，解决了棕化废液中有机物难降解的问题。此外，本发明所提供的棕化废液处理方法，过程简单，便于工业化操作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的棕化废液处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，为本发明实施例提供的一种棕化废液处理装置100，包括用于贮存棕化废液的贮存装置1、用于对所述棕化废液进行电解处理的电解装置，棕化废液处理装置100还包括用于对所述棕化废液进行氧化处理的COD降解装置10，COD降解装置10连接于贮存装置1与所述电解装置之间。
本实施例提供的棕化废液处理装置100，通过COD降解装置10将棕化废液进行电解处理之前先进行氧化处理，可将所述棕化废液中铜类缓释剂(苯丙三氮唑、甲基苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑钠盐)先氧化处理掉，避免在电解处理时所述铜类缓释剂与电解装置电解生成的单质铜进行络合，同时也避免苯丙三氮唑在电解装置的阴极表面形成油性膜而阻碍离子铜在阴极表面的析出以及少量有机物在生成的铜表面聚集的问题，由此可获得块状、光亮、高纯度的优质铜。
棕化废液处理装置100还包括用于向COD降解装置10中添加催化剂的催化剂添加装置8，催化剂添加装置8与COD降解装置10连接。所述催化剂为含有二甲铁离子和三价铁离子的物质，如三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵等。
棕化废液中含有一定量的双氧水，在棕化废液中添加所述催化剂，发生如下反应：
二价铁离子与双氧水在酸性条件下，发生氧化还原反应，产生羟基自由基：
Fe2++H2O2+H+→Fe3++H2O+HO·
三价铁与双氧水在弱酸性条件下，发生反应，产生羟基自由基：
Fe3++H2O2→Fe2++H++HO·；
同时，在稀酸条件下，三价铁与双氧水反应产生超氧化氢：
Fe3++H2O2→Fe2++H++HO2；
超氧化氢在双氧水溶液中易分解：
HO2+H2O2→H2O+O2↑+HO·。
所述催化剂会与所述铜类缓释剂发生氧化还原反应，由此将所述铜类缓释剂氧化处理掉。具体是苯丙三氮唑等有机物被高氧化性的羟基自由基氧化分解，转化成CO2及其他小分子，同时也将络合态铜转化成游离态的铜。溶液中的COD由15000-30000ppm降至1000ppm以下，这种方法解决了络合态的铜不能被完全沉淀出来的难题。
在棕化废液的电解过程中，由于苯丙三氮唑等有机物已被氧化掉，阴极铜表面不会出现发黑且不成块的问题，可在阴极板上形成致密、光亮的铜；同时溶液中COD可进一步降至100-300ppm。
具体地，COD降解装置10内设有温度监测仪9，用于对COD降解装置10内的棕化废液的温度进行实时监测。COD降解装置10内还设有冷却装置(图中未示出)，当温度监测仪9监测到COD降解装置10内的棕化废液的温度超过60℃，COD降解装置10会启动冷却装置，对所述棕化废液进行冷却降温；当温度监测仪9监测到所述棕化废液的温度降到60℃以下时，COD降解装置10会关闭冷却装置。COD降解装置10内设有搅拌器19，搅拌器19用于对所述棕化废液进行搅拌，使所述催化剂与所述铜类缓释剂混合的更加均匀，并加快两者进行氧化还原反应的速率。
棕化废液处理装置100还包括有机物过滤器20，有机物过滤器20连接于COD降解装置10与所述电解装置之间。有机物过滤器20中放置有过滤介质，所述过滤介质包括活性炭、硅藻土、膨润土中的至少一种；所述过滤介质能吸附废液中的少量有机物。
进一步地，棕化废液处理装置100还包括用于对所述棕化废液进行pH调节的pH调节装置6，pH调节装置6连接于贮存装置1与COD降解装置10之间。将所述棕化废液在排入COD降解装置10中进行氧化处理前先进行pH调节，将所述棕化废液的pH控制在2.0-4.0，保证其处于酸性条件下，这样更有利于所述催化剂与所述铜类缓释剂的氧化还原反应的顺利进行。
棕化废液处理装置100还包括向pH调节装置6中添加碱液的碱液贮存装置4，碱液贮存装置4与pH调节装置6连接。通过加入碱液，将所述棕化废液的pH控制在2.0-4.0，可将所述棕化废液的COD降低60％。所述碱液包括片碱、苏打、生石灰或熟石灰中的至少一种。pH调节装置6内设有pH监测仪5，pH监测仪5用于对pH调节装置6内的棕化废液的pH值进行实时监测。pH调节装置6内还设有搅拌器18，当碱液贮存装置4将所述碱液添加到pH调节装置6内的棕化废液中时，搅拌器18启动，对所述碱液进行搅拌，以使所添加的碱液与所述棕化废液混合得更加均匀。
本实施例提供的棕化废液处理装置100在含有COD降解装置10的基础上进一步pH调节装置6，pH调节装置6将所述棕化废液在进入pH调节装置6中进行氧化处理前先进行pH调节，保证所述棕化废液的pH控制在2.0-4.0，以保证其处于酸性条件下，这样更有利于所述催化剂与所述铜类缓释剂的氧化还原反应的顺利进行。此外，在pH调节过程中也可将所述棕化废液的COD降低60％。
棕化废液处理装置100还包括过滤器7，过滤器7连接于pH调节装置6与COD降解装置10之间。过滤器7用于将所述棕化废液中夹带的固体杂质去除掉，以利于后续氧化处理及电解处理的进行。
此外，贮存装置1与pH调节装置6之间设有泵2及阀门3。当需要将贮存装置1中的棕化废液排入pH调节装置6中时，打开阀门3，启动泵2，即可完成。
进一步地，棕化废液处理装置100还包括用于向所述电解装置中添加电解添加剂的添加剂贮存装置14，添加剂贮存装置14与所述电解装置连接。所述添加剂包括聚二硫二丙烷磺酸钠、亚乙基硫脲、聚乙二醇8000、亚甲基蓝中的至少一种，向所述电解装置中添加所述添加剂更有利于电解处理的进行，且所用的添加剂因空间位阻较大且不会与铜络合而不会在电解装置的阴极表面形成油性膜。
具体地，所述电解装置包括阴极板11、阳极板12及电解槽13，阴极板11与阳极板12并联排列与电解槽13内，阴极板11与阳极板12的间距为4-6cm；阴极板11采用紫铜或钛光板，阳极板12采用涂钌类金属化合物的涂覆钛板。所述电解装置还包括高频直流电源17，电流密度100-250A/㎡。
进一步地，棕化废液处理装置100还包括棕化再生液调配装置16，棕化再生液调配装置16与所述电解装置连接。所述电解装置将电解处理后的废液排入到棕化再生液调配装置16内，所述棕化再生液调配装置16将所述废液用于制备棕化液的再生液，在解决废液处理的同时，也实现了资源的循环使用。
具体地，棕化废液处理装置100还包括用于向棕化再生液调配装置16中添加棕化添加剂的棕化添加剂贮存装置15，棕化添加剂贮存装置15与棕化再生液调配装置16连接。所述棕化添加剂为苯丙三氮唑、双氧水及聚季铵盐-47。
本实施例提供的棕化废液处理装置100，通过碱液贮存装置4向pH调节装置向所述棕化废液中添加碱液，控制其pH在2.0-4.0，将所述棕化废液的COD降低60％。接着将所述棕化废液排入至COD降解装置10中，利用催化剂添加装置8向所述棕化废液中添加催化剂，并通过控制催化剂加入量及搅拌器19、冷却装置、温度监测仪9的配合使用，经过3-5小时的降解，将所述棕化废液COD降低至500-3000ppm。最后利用所述电解装置对所述棕化废液进行电解处理，通过添加剂贮存装置14控制所述添加剂及其加入量，同时优化电流密度、极板间距等参数，将棕化废液中的COD降低到80-300ppm。经本实施例提供的棕化废液处理装置100处理后，所述棕化废液中基本没有有机物，解决了棕化废液中有机物难降解的问题。
经所述电解装置处理后的废液排入棕化再生液调配装置16中，通过棕化添加剂贮存装置15向所述废液中添加棕化添加剂，即可获得棕化再生液。
本实施例提供的棕化废液处理装置100能回收出光亮、块状、高纯度的铜。处理过程中不需要采用其它氢氧化性物质来处理，不仅降低了成本，而且耗时短，效率高。此外，还实现了资源的循环利用。
本实施例还提供了一种棕化废液处理方法，包括以下步骤：
将棕化废液的pH调节至2.0-4.0，进行过滤；
控制过滤后的棕化废液温度在60℃以下，进行氧化处理；
进行电解处理，获得单质铜和废液；
将所述废液调配成棕化液再生液。
具体地，所述氧化处理通过添加催化剂进行，所述催化剂为含有二甲铁离子和三价铁离子的物质，如三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵等。
具体地，在将所述废液调配成棕化液再生液过程中，需向所述废液中添加棕化添加剂。所述棕化添加剂为苯丙三氮唑、双氧水及聚季铵盐-47；所述棕化添加剂的添加量0.2-5ppm；其中双氧水的浓度为10-40g/L，苯丙三氮唑的浓度为0.1-2mg/L，聚季铵盐-47的浓度为0.1-2mg/L。
本实施例提供的种棕化废液处理方法，能将棕化废液中的COD降低至80-300ppm，其中的有机物基本消除，解决了棕化废液中有机物难降解的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。