一种电路板组装件清洗废液的水处理系统的制作方法

本实用新型属于水处理领域，并且更具体地涉及一种电路板组装件清洗废液的水处理系统。

背景技术：

近年来，随着通信产业的不断发展，印制电路板组装件的各种可靠性的需求也随之相应提高。高可靠性印制电路板组装件在焊接过程中通常需要采用特定的助焊剂并且在焊接成型之后进行清洗。对于目前的清洗工艺，清洗电路板组装件之后的清洗废液一般没有统一的处置方法，清洗废液中含有很多对环境有危害的成分，处理不当就会对周围的土壤、水源等造成污染。在电路板组装件的生产过程中，会用到多种化工原料，因而产生的废液种类繁多，成分复杂，含有不同性质的污染物，有重金属化合物，也有合成高分子有机物及各种有机添加剂。其中重金属污染物主要为Cu、Pb等。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够对电路板组装件清洗废液进行有效处理的水处理系统，从而避免电路板组装件清洗废液对环境造成污染。

根据本实用新型，提供一种电路板组装件清洗废液的水处理系统，该系统包含：电路板组装件清洗单元、电路板组装件清洗废液收集单元、硅藻土吸附回收和预沉淀单元、电化学处理单元、过滤与膜净化单元、终端消毒中和单元。

其中，电路板组装件清洗废液收集单元用于收集电路板组装件清洗废液，其与电路板组装件清洗单元和硅藻土吸附回收和预沉淀单元流体连接。硅藻土吸附回收和预沉淀单元用于对收集到的电路板组装件清洗废液进行硅藻土物理吸附沉降处理并且将经过处理的清洗废液中的可回收的有效成分、无用成分和部分难以回收的有效成分分离出来，可回收的有效成分经过处理后被提供至电路板组装件清洗单元，用于清洗电路板组装件，无用成分和部分难以回收的有效成分被依次提供至流体连接的电化学处理单元、过滤与膜净化单元、终端消毒中和单元，经过处理之后最终达到排放标准而排出。

根据本实用新型的一个实施例，硅藻土吸附回收和预沉淀单元包括容器、搅拌桨、进液管、第一出液管、第二出液管和硅藻土。

其中，搅拌桨位于容器的内部中央，与驱动装置相连；进液管位于容器上方，与电路板组装件清洗废液收集单元流体连接，以便于加入清洗废液；第一出液管和第二出液管分别用于分离经过处理之后位于容器不同位置处的液体；硅藻土位于容器中。

根据本实用新型的一个实施例，硅藻土吸附回收和预沉淀单元还包括位于容器上方的加药装置，以用于加入硅藻土、稀硫酸和絮凝剂。

根据本实用新型的一个实施例，硅藻土吸附回收和预沉淀单元中的硅藻土是经过控制pH和高温烧结改性的硅藻土。

根据本实用新型的一个实施例，电化学处理单元包含高低电位芬顿催化氧化处理装置，以通过芬顿高级电氧化法产生的具有高活性的羟基自由基来氧化分解清洗废液中的有机杂质成分。

根据本实用新型的一个实施例，过滤与膜净化单元包含由含卵石层、蛭石层、石英砂层组成的三级过滤层和聚丙烯膜净化系统，以吸附和过滤电解后废液中的杂质成分。

根据本实用新型的一个实施例，终端消毒中和单元包含终端PH调节装置和多程消毒装置，以采用紫外灯对废液进行消毒并且采用酸溶液将废液pH调节到接近中性。

根据本实用新型的一个实施例，第一出液管一端位于容器侧壁的一定高度处，用于抽取无用成分和部分难以回收的有效成分。

根据本实用新型的一个实施例，第一出液管一端从容器上方插入到容器中的一定高度处，用于抽取无用成分和部分难以回收的有效成分。

根据本实用新型的一个实施例，第二出液管一端被设置在靠近容器底部的侧壁上，位于第一出液管管口下方一定位置处。

本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统能够对电路板组装件清洗废液进行有效处理，一方面回收清洗废液中的有效成分，另一方面使无用成分和部分难以回收的有效成分中的杂质成分有所分解沉降，最终达到使之达到污水排放标准。另外，本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统简单、高效、成本较低、处理效果好。

附图说明

图1是本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统的示意图。

图2a和2b是硅藻土吸附回收和预沉淀单元的两个示意图。

图3是硅藻土的扫描电镜照片。

图4a和4b分别是清洗液体((a)未使用的纯清洗液、(b)用硅藻土处理之前的清洗废液和(c)用硅藻土处理之后回收的清洗液)的紫外、红外谱图。

具体实施方式

应当理解，在示例性实施例中所示的本实用新型的实施例仅是说明性的。虽然在本实用新型中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本实用新型主题的教导的情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本实用新型的范围内。在不脱离本实用新型的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。

下面参照图1描述本发提供的电路板组装件清洗废液的水处理系统。

电路板组装件清洗废液的水处理系统包含电路板组装件清洗单元1、电路板组装件清洗废液收集单元2、硅藻土吸附回收和预沉淀单元3、电化学处理单元4、过滤与膜净化单元5、终端消毒中和单元6。

电路板组装件清洗废液收集单元2用于收集电路板组装件清洗废液，与电路板组装件清洗单元1和硅藻土吸附回收和预沉淀单元3流体连接。硅藻土吸附回收和预沉淀单元3用于对收集到的电路板组装件清洗废液进行硅藻土物理吸附沉降处理并且将经过处理的清洗废液中的可以回收的有效成分与无用成分和部分难以回收的有效成分分离出来，可以回收的有效成分被流体连接至电路板组装件清洗单元1，经过回收处理后用于清洗电路板组装件，无用成分和部分难以回收的有效成分被提供至依次流体连接的电化学处理单元4、过滤与膜净化单元5、终端消毒中和单元6处理之后最终达到排放标准而排出。

图2a和2b示出了硅藻土吸附回收和预沉淀单元3的详细示意图。如图2所示，硅藻土吸附回收和预沉淀单元3包括容器31、搅拌桨32、进液管33、第一出液管34、第二出液管35和硅藻土(未示出)。其中搅拌桨32位于容器31的内部中央，与驱动装置(未示出)相连；进液管33位于容器31上方，与电路板组装件清洗废液收集单元2流体连接，以便于加入清洗废液；出液管34和35用于分离经过处理之后位于容器31不同位置处的液体；硅藻土位于容器31中。

硅藻土吸附回收和预沉淀单元3的工作过程如下：进入硅藻土吸附回收和预沉淀单元3的电路板组装件清洗废液经过搅拌静置后呈现分层现象：最下层为沉降污泥层c、中间层为有效成分层b(包含与清洗液相同的有效组分)、最上层为无用成分层(助焊剂松香残留层)a。先通过出液管34将部分有效成分层(部分b层)和无用成分层(a层)分离出来，然后依次进入电化学处理单元4、过滤与膜净化单元5、终端消毒中和单元6，经过处理之后排出。然后通过出液管35将部分有效成分层(部分b层)分离出来，然后对其进行处理(通过添加纯清洗液和纯水配置到清洗电路板组装件所需的预定清洗液浓度)后进入电路板组装件清洗单元1再次使用。最后容器底部的沉降污泥层c可定期刮取出来。

从图2a和2b中，可以看到，出液管34的设置位置有所差异。在图2a中，出液管34的一端设置在容器31侧壁的一定高度处，用于抽取无用成分和部分难以回收的有效成分。该位置可以根据无用成分层(a)占容器的体积来设置。例如，在一个具体实施例中，由于油性物质(即，a层无用成分)本身比较少，基本约占容器体积的五分之一，所以出液管34可以设置在容器三分之一高度处以便于实现分离部分有效成分层(部分b层)和无用成分层(a层)的目的。在图2b中，出液管34的一端从容器31上方插入到容器中的一定高度处，其在容器中的具体位置可以根据具体需要进行调节以便于实现分离部分有效成分层(部分b层)和无用成分层(a层)的目的。

在图2a和2b中，出液管35均设置在靠近容器31的底部的侧壁上，出液管35的一端位于出液管34靠近容器的管口下方一定距离处。

硅藻土由古生物的壁壳组成，壁壳上有大量多级有序排列的微孔，如图3所示。由于硅藻土的表面活性特别大，采用其对清洗废液进行吸附可以使其中部分有机物和悬浮颗粒沉降达到净化清洗废液的目的。在上述技术方案中，硅藻土吸附回收和预沉淀单元3中使用的硅藻土是经过控制pH和高温烧结改性的硅藻土。改性硅藻土的具体方法如下：将硅藻土置于容器中，用酸溶液(稀硫酸、稀硝酸、稀盐酸等)浸泡，将酸溶液与硅藻土的混合物加热至微沸并加水保持原液面一定时间(0.5-2h，优选为1h)，冷却后过滤，用去离子水漂洗至pH值为接近中性(pH为6-7)，烘干研磨后将硅藻土置于马福炉中在一定温度(400-600℃，优选为500℃)下焙烧一定时间(1-3h，优选为2h)。相关测试的结果表明，经过上述改性方法改性后的硅藻土比表面积增加一倍多。

硅藻土吸附回收和预沉淀单元3还可以可选择地设置位于容器上方的加药装置，以用于在处理期间加入稀硫酸(一方面调节有机液体的酸碱度，另一方面可以使其中的铅杂质元素沉淀)和絮凝剂(例如，硫酸铝或聚合氯化铝)。加入稀硫酸的目的是：一方面调节有机液体的酸碱度，另一方面可以使其中的铅杂质元素沉淀。需要指出的是，加入稀硫酸并不是必须的，如果在改性硅藻土的过程中使用稀硫酸来控制pH，则采用这种改性后的硅藻土对清洗废液进行吸附处理时也可以不加稀硫酸，这是由于改性后的硅藻土存在残留的硫酸根离子，同样也可以实现使铅杂质元素沉淀的效果。

电化学处理单元4包含高低电位芬顿催化氧化处理装置，以通过芬顿高级电氧化法产生的具有高活性的羟基自由基来氧化分解清洗废液中的有机杂质成分，使其降解成小分子的物质，降低COD、BOD。

过滤与膜净化单元5进一步包含由含卵石层9、蛭石层10、石英砂层11组成的三级过滤层和聚丙烯膜8净化系统，以吸附电解后废液中的杂质成分。

终端消毒中和单元6进一步包含终端PH调节装置和多程消毒装置，以采用紫外灯对废液进行消毒并且采用酸溶液(稀硫酸、柠檬酸、稀盐酸等)将废液pH调节到接近中性(pH为7左右)。

经过终端消毒中和单元6的清洗废液已达到国家污水排放标准，通过合格水出口7排出。

为了证明经过硅藻土处理后的清洗废水中存在可回收用作清洗电路板组装件的清洗液的有效成分，对未使用的纯清洗液、用硅藻土处理之前的清洗废液和用硅藻土处理之后回收的清洗液进行了紫外光谱与红外光谱分析，结果见图4a和4b。在图4a的紫外谱图中，295nm处的峰所代表的是反式均二苯氯代乙烯，230nm处的峰为苯胺，204nm处的峰为乙酰乙酸乙酯。在图4b的红外谱图中，相应的峰位对应的有机官能团分别是：3400cm^-1为-OH的伸缩振动峰，1658cm^-1为羰基伸展酰胺(-CH₂-CONH₂)的伸缩振动峰，1574cm^-1为C＝N的伸缩振动峰等等。分析紫外与红外谱图可知，未使用的纯清洗液和用硅藻土处理之后回收的清洗液的谱图基本一致，这说明清洗液在使用后其中的有效成分还有部分残余，这部分清洗液可以进行回收再利用。

测定pH可知未使用的纯清洗液的pH为11.80，清洗电路板组装件后的清洗废液的pH为10.93。一般在使用有机清洗液时，清洗液浓度在20％左右，经过一个生产周期长时间清洗后经测试浓度在10％左右。经过硅藻土处理之后回收的清洗废液，观察可知色度下降，透明度加大，测试后浓度为8％，pH为10.22。将回收后的清洗液添加纯清洗液和纯水配置到一定比例后，进行电路板组装件的清洗，清洗后的电路板组装件按GB4677-2002的标准进行表面离子污染测试后符合GJB5807-2006标准的军用高可靠性要求。

为了说明本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统的处理效果，对电路板组装件清洗废液、经过硅藻土处理后回收的清洗液以及经过本实用新型的系统处理后的最终得到的清洗废液的各项指标参数进行了测试，包括pH、COD(化学需氧量)、BOD(五日生化需氧量)、氨氮、以及重金属Pb、Cu等，其结果见表1。

表1电路板组装件清洗废液水质检测指标项目表

从表1中的数据可以知道：电路板组装件清洗废液中氨氮指标符合国家水质标准(标准号GB 8978-1996，氨氮指标的标准为≤25mg/L)，重金属离子铜与铅都是超标的(标准号GB 8978-1996，重金属离子铜与铅的标准分别为≤2.0mg/L和≤1.0mg/L)；经过改性硅藻土处理后清洗液的重金属离子指标下降并且已经达标，有机物的指标COD、BOD含量高(这与前面分析的处理前后的清洗液与未使用的纯清洗液的红外与紫外谱峰的结果一致)；本实用新型的系统处理后的最终排放的清洗废液的各项指标均符合污水综合排放标准(标准号GB 8978-1996)。

本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统能够对电路板组装件清洗废液进行有效处理，一方面回收清洗废液中的部分有效成分，另一方面使无用成分和部分难以回收的有效成分中的杂质成分有所分解沉降，最终达到使之达到污水排放标准。另外，本实用新型的电路板组装件清洗废液的水处理系统简单、高效、成本较低、处理效果好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。