一种pcb含氨氮废水零排放处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及PCB废水处理的技术领域，尤其是一种PCB含氨氮废水零排放处理方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子工业的高速发展，印制线路板的需求量越来越大，PCB的生产已成为电子 行业的重要基础产业，而PCB工业废水污染也随着环保要求的提高越来越突出，其中含氨氮 废水的处理已成为时下业界关注的热点。线路板含氨氮废水主要来源于蚀刻工序水洗水， 该废水主要含氨氮、二价铜离子和氯离子。
[0003] 零排放是工业生产最理想的结果，也是污水处理行业为之奋斗的终极目标。线路 板蚀刻后水洗的目的是清洗掉板面残留的蚀刻液，通常蚀刻后面设一级水洗和二级水洗。 其中一级水洗水均来源于二级水洗的溢流水，而一级水洗水即需要处理的水，经处理后的 水再回用至二级水洗。通常一级水洗水的主要污染物及浓度见表1:
[0004] 表1 一级水洗水的主要污染物及浓度
[0006] 将一级水洗水处理后再回用于生产线二级水洗工序，按照满足清洗板面蚀刻液工 业用水的最低要求，其水质需要达到表2的要求。
[0007] 表2二级水洗水的主要污染物及浓度
[0009]现有国内外对含氨氮废水的处理方法主要有折点加氯法；电化学直接、间接氧化 法如中国专利CN104787937A，公开了一种三维电极电解处理高浓度氨氮废水的方法，该方 法引入粒子填料感应电极，大幅提高反应器电极的比表面积，在一个反应器内同时进行电 解产生· 0H以及Fenton试剂法产生· 0H的两种反应，强氧化剂的供给可氧化高浓度氨氮， 使废水达到良好的处理效果;膜组件蒸馏分离法，如中国专利CN204474484U，公开了 一种氨 氮废水的处理系统，使废水通过加热装置形成NH3气体，再利用膜蒸馏组件将NH3吸收，达到 与废水分离的目的，解决了其它蒸馏技术占地面积大的问题，达到耗能低、无需建设水池和 无二次污染的效果和生物脱氨法等，但从立足于零排放的目的分析，以上现有技术方法因 为未能将水中的氯离子去除，均无法满足将氨氮、氯、铜同时去除且不引入新污染物的零排 放要求。
[0010]折点加氯法:是在适当的pH范围向废水通入氯系氧化剂，将氨氮氧化为氯胺，进而 氯胺分解为犯达到将氨氮去除，但该方法无法精确控制，实际操作均按过量处理，因此处理 后的水含有大量cr，而且处理过程存在副产物二次污染，不适合零排放指标。
[0011] 电化学直接或间接氧化法：是在含有大量氨氮的废水中添加或利用污水自有的 cr，通过电解将氨在阳极直接氧化为N2而去除氨氮，同时利用阳极将cr氧化为Cl2,再利用 活性C1 2与nh3反应生成Ndraci的副反应间接氧化去除氨氮，间接的氧化反应后cr依然留 在处理后的水中，不符合零排放指标。
[0012] 膜组件蒸馏分离法:是利用高温情况下氨氮废水溢出NH3气体，再通过功能性膜组 件将NH3吸收以去除氨氮。该方法最终cr还是没有从废水中去除，故也不适合零排放指标。
[0013] 生物脱氨法:利用微生物降解脱氮，处理效率相对低，而且占地大，同时生物法也 无法去除废水中的cr，不适合零排放指标。
[0014] 综合分析以上现有技术原理，若以零排放和在线处理后直接回用为目标，现有技 术均不能达到同时将氨氮和cr同时去除，因而都无法满足实现零排放和回用的要求。
[0015] 蚀刻水洗水需处理的主要污染物为氨氮、Cu2+和cr，基于回用的目的，其中Cu2+处 理工艺采用成熟的中和加沉淀法或超滤过滤法去除，本发明的重点内容是氨氮和cr的去 除。
【发明内容】
[0016] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供了一种含氨氮废水零排放处理方 法及装置，该系统适应于PCB(印刷线路板)行业蚀刻段含氨氮废水的处理，利用循环再生技 术对蚀刻水洗废水进行在线处理，实现处理后污染物零排放，处理后出水100%直接回用于 蚀刻后水洗水的设备系统。
[0017]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0018] 一种PCB含氨氮废水零排放处理方法，包括以下步骤：
[0019] ⑴调pH值:搅拌待处理的蚀刻水洗废水，调整pH值至8~11，以促使氨能以氨水合 物NH 3 · H20的形式存在，通常蚀刻后水洗废水的pH值已经在8~11之间不需要调整；
[0020] (2)粗滤:根据实际需要可以进行粗滤，将经过步骤（1)调整好pH值的废水通过滤 袋进行初步过滤，以除去废水中大部分铜离子，得到粗滤液；
[0021] (3)超滤:粗滤液经过超滤处理，除去废水中铜离子，得到滤液I;所述的超滤为本 领域技术人员所熟知的膜分离方法；
[0022] (4)电解:利用电极板间距D < 3CM的电极，电流密度为1-3ADS的电解系统电解滤液 I;电解系统在连续运行情况下，利用电解热效应即能将废水温度维持在40°C~60°C的范围 内，电解过程将发生如下反应：
[0023]
(在弱碱性环境下少部分水合物ΝΗ3 · H20以气态逸出）
[0024] b.NH3 · H20-e-N2T+6H++H20(在弱碱性环境下大部分ΝΗ 3 · H20在带催化的阳极表 面直接氧化为氮气逸出）
[0025] c.Cr-e-(：1打(在40°〇~60°C温度条件下，利用极密集的极板间距离使Cl-在阳极 板放电产生的氯气因局部过浓以气态逸出）
[0026] d.Cu2++e-Cu(废水中少量的Cu2+在阴极上以Cu单质析出）
[0027] 利用碱性蚀刻液吸收电解产生的氨和氯气，做为蚀刻液的有益成份回到蚀刻系统 中循环利用；
[0028] (5)超滤：电解后的滤液再经过超滤处理，得到澄清滤液II，回用。
[0029] 优选的，步骤(2)的粗滤过程中，可以视实际需要向废水中加入絮凝剂。
[0030] 进一步优选的，所述的絮凝剂为PAC、PAM或PFC，加入量为l-100mg/L。
[0031] PCB蚀刻废水通过上述完整技术方案的循环处理，完全可以满足回用水要求，且连 续运行的体系不会出现离子积累，可以实现零排放的目标。
[0032] 一种用于PCB含氨氮废水零排放处理的装置，包括蚀刻水洗缸1、ρΗ调整槽2、粗滤 槽3、超滤槽14、电解槽5、超滤槽116、集气罐7。
[0033]优选的，所述的蚀刻水洗缸1通过水栗10与pH调整槽2连接，所述的pH调整槽2内设 置有搅拌装置2.1和pH计2.2，pH调整槽2与粗滤槽3通过槽体上部的溢流口 8连接，所述的粗 滤槽3内设置有滤袋3.1，滤袋3.1通过水栗11与超滤槽I 4连接，所述的超滤槽I 4内设置有 超滤系统4.1，超滤系统4.1通过水栗12与电解槽5连接，所述的电解槽5通过水栗13与超滤 槽II 6连接，电解槽5上部通过集气管9与集气罐7连接，集气罐7中装有碱性蚀刻液，可以吸 收电解产生的气体，所述的超滤槽Π 6内设置有超滤系统6.1，超滤系统6.1通过水栗14与 蚀刻水洗缸1连接，其中蚀刻水洗缸1中分为一级水洗1.1和二级水洗1.2,其中一级水洗1.1 的水均来源于二级水洗的溢流水，而一级水洗水即是本发明技术需要处理的水，经本发明 处理后的水再回用至二级水洗。
[0034]优选的，所述的搅拌装置2.1为空气搅拌装置或机械搅拌装置，搅拌速度为5-60 转/分钟。
[0035] 优选的，所述的电解槽5内设置有电极，电极通过导线与电源连接，电极板间距离D < 3CM〇
[0036] 进一步优选的，所述的电极包括一个阳极板5.1和一个阴极板5.2。
[0037] 进一步优选的，当0.1CM < D < 3CM，所述的电极包括一个阳极板5.1、一个阴极板 5.2、以及阳极板5.1与阴极板5.2之间设有一个或多个从电极板5.3，该电极结构的从电极 个数是根据污水处理量的不同而设计的。
[0038] 其中，阳极板5.1为钛涂铱钌合金或钛镀铂金催化剂不溶阳极，阴极板5.2为钛板， 从电极板5.3的所有阳极侧5.32为钛基涂铱钌合金或钛镀铂金催化剂不溶电极，所有阴极 侧5.31为钛板。
[0039] 进一步优选的，当D<0.1CM，所述的电极包括一个阳极板5.1和一个阴极板5.2、以 及两极板间设有一层透水性超滤膜或滤布5.4,其中，阳极板与阴极板间的距离等于超滤膜 或滤布的厚度，其作用是防止阴阳极板相互接触造成短路，同时可以保证阳极产生的氯气 和氮气能顺利逸出。其中阳极板5.1为网状或多孔钛涂铱钌合金或钛镀铂金催化剂不溶阳 极，阴极板5.2为网状或多孔结构钛板。
[0040] 本发明的核心内容
[00411 (1)铵根离子的转化：
[0042] PCB废水中氨氮通常以游离NH3和NH+的形式存在，本发明通过将废水调至弱碱性， 利用在中温(40°C~60°C)环境下NH+转化为水合物ΝΗ3 · H20并部分以气态逸出：
[0044]另外在弱碱性环境下大部分的NH3 · H20在带催化阳极表面直接氧化为他气逸出。 [0045] (2)电极板设计
[0046] 阳极:基于零排放及回用的目的，电解过程不能带入新的污染物，同时考虑材料腐 蚀影响，选择钛涂铱钌合金或钛镀铂金催化剂不溶阳极；
[0047] 阴极:选用成本较低综合性能较优的钛板；
[0048]极板间距离：为达到将Cr转化为气体逸出，需要更为密集的极板排布，经过不断 的探索确定极板间距离必须保证D < 3CM，利用密集的极板距离使Cr在阳极表面放电，造成 Cl2局部过浓最终以气态逸出而不是溶入水中。
[0049] cr-e^CbT
[0050] (3)极板连接方式
[0051]为保证核心内容的