线路板含镍废水处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种线路板含镍废水处理工艺，包括如下步骤：向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，反应至线路板含镍废水的pH为10.5～12，接着加入二价铁盐和三价铁盐并反应至线路板含镍废水的pH为8～9，沉淀处理后得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，充分反应后沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣；将第二滤液的pH调节至6.5～7.5。这种线路板含镍废水处理工艺通过熟石灰、二价铁盐和三价铁盐使得线路板含镍废水中的镍和磷共沉淀析出，接着加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，使得线路板含镍废水中的镍进一步沉淀，达到去除线路板含镍废水中镍、磷的效果。
【专利说明】
线路板含镍废水处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及废水处理领域，尤其是涉及一种线路板含镍废水处理工艺。
【背景技术】
[0002] 印刷电路板制作过程中程序繁复，包含照相制板、印刷、蚀刻、电镀及化学电镀等 技术、废水来源繁多，成份复杂。印刷电路板工厂所产生的废水量相当大，主要污染成份包 括镍、磷等。镍在线路板含镍废水中以二价离子状态存在，大部分以硫酸镍、氯化镍和硝酸 镍形式存在，有少部分的镍会与无机物和有机物形成络合镍。磷在线路板含镍废水中大部 分是以磷酸盐和次磷酸盐共存，同时含有少部分的有机磷酸酯和马拉硫磷存在。
[0003] 传统的线路板含镍废水处理工艺先通过膜处理，最后浓水靠蒸发浓缩，这种处理 工艺由于采用膜处理并且后期蒸发浓缩，成本较高。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种对于成本较低的线路板含镍废水处理工艺。
[0005] -种线路板含镍废水处理工艺，包括如下步骤：
[0006] 向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，充分反应至所述线路板含镍废水的pH 为10.5~12，接着加入二价铁盐和三价铁盐并充分反应至所述线路板含镍废水的pH为9~ 10,沉淀处理后得到第一滤液和第一滤渣；
[0007] 向所述第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，充分反应后沉淀 处理，得到第二滤液和第二滤渣；以及
[0008] 将所述第二滤液的pH调节至6.5~7.5，调节完成后的所述第二滤液即可排入城市 管网。
[0009] 在一个实施例中，所述二价铁盐与所述三价铁盐的加入量的质量比为4~6:1。
[0010] 在一个实施例中，所述二价铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁，所述三价铁盐为氯化铁。
[0011] 在一个实施例中，所述金属捕捉剂为硫化钠，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳 酸钾或碳酸钠。
[0012] 在一个实施例中，所述金属捕捉剂和所述强碱的加入量的质量比为4~6:1。
[0013] 在一个实施例中，所述向所述第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助 凝剂的操作中，所述金属捕捉剂的加入量为50ppm~lOOppm，所述强碱的加入量为lOppm~ 20ppm〇
[0014] 在一个实施例中，所述铝絮凝剂为聚合氯化铝或硫酸铝。
[0015] 在一个实施例中，所述的助凝剂为聚丙烯酰胺、淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、聚氧 化乙烯或聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺。
[0016] 在一个实施例中，所述向所述第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱和铝絮凝剂的操 作中，所述错絮凝剂加入量为40ppm~1 OOppm，所述助凝剂的加入量为0.5ppm~2ppm。
[0017] 在一个实施例中，所述将所述第二滤液的pH调节至6.5~7.5的操作为:采用硫酸 调节所述第二滤液的pH调节至6.5~7.5。
[0018] 这种线路板含镍废水处理工艺通过熟石灰、二价铁盐和三价铁盐使得线路板含镍 废水中的镍和磷共沉淀析出，接着加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，使得线路 板含镍废水中的镍进一步沉淀，从而达到去除线路板含镍废水中镍、磷的效果。相对于传统 工艺，这种线路板含镍废水处理工艺无需膜处理和蒸发浓缩，成本相对较低。
【附图说明】
[0019] 图1为一实施方式的线路板含镍废水处理工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施例对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便 于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技 术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实 施的限制。
[0021] 如图1所示的一实施方式的线路板含镍废水处理工艺，包括如下步骤：
[0022] S10、向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，充分反应至线路板含镍废水的pH 为10.5~12，接着加入二价铁盐和三价铁盐并充分反应至所述线路板含镍废水的pH为9~ 10,沉淀处理后得到第一滤液和第一滤渣。
[0023]加入熟石灰后，线路板含镍废水中的镍形成沉淀析出，其方程式如下：
[0024] Ni(N03)2+Ca(0H)2-Ni(0H)2 丄+Ca(N03)2 pH 彡 10.0
[0025] NiS04+Ca(0H)2^Ni (0H)2|+CaS04 pH 彡 10.0
[0026] NiCl2+Ca(OH)2^CaCl2+Ni(OH)2| pH 彡 10.0
[0027] 通过控制线路板含镍废水的pH为10.5~12，能够将线路板含镍废水中的镍的浓度 控制在2.5mg/L左右。
[0028]优选的，线路板含镍废水的pH为11~12。
[0029]考虑到线路板含镍废水中部分镍以络合镍的形式存在，通过加入二价铁盐和三价 铁盐破络合镍。
[0030]二价铁盐与三价铁盐的加入量的质量比为4~6:1。
[0031]优选的，二价铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。
[0032]优选的，三价铁盐为氯化铁。
[0033]通过加入熟石灰以及加入二价铁盐和三价铁盐两个操作，可以使得线路板含镍废 水中的磷形成沉淀析出，从而使得磷与镍共沉淀析出。
[0034]其中，磷沉淀析出的方程式如下：
[0035] Fe+3+P〇4-3-Fe P〇4 pH彡8
[0036] Fe+2+P〇4-3-Fe3(P〇4)2 丄 pH 彡 8
[0037] ΑΓ3+Ρ〇4-3-Α1Ρ〇4 丄 pH 彡 8
[0038] Ca+2+H2P〇4_1^Ca (H2PO4) I pH彡 11
[0039] Ca+2+HP〇4-2-CaHP〇4 pH彡 11
[0040] Ca+2+P〇4-3+0H--Caio(OH)2(P〇4)6 丄 pH彡 11
[0041] ΑΓ3+ΗηΡ〇4-(3-n)-AlP〇4 丄+nH+ pH彡 11
[0042] 以上反应式为正磷，而次磷(POf)有类似反应，并且所形成的次磷酸盐的稳定常 数大于正磷酸盐。
[0043] 线路板含镍废水中有少部分的有机磷在碱性条件下，有机磷分子中酸键容易断 裂，使有机磷分子中的碱性基团断裂，生成正磷酸，在此反应过程中，不论是有机磷酸脂和 马拉硫磷废水中含有，在上述过程中，总有机磷去除率达96 %以上。
[0044] 由上可见，线路板含镍废水加熟石灰后，在碱性溶液中，可进行生成羟基磷灰石沉 淀，由于生产过程中，水绝大部分为自来水，含有部分的暂时硬度，其化学反应式为：
[0045] Ca (HC〇3) 2+Ca (OH) 2^CaC03+H20
[0046] 通过除镍，除磷，同时完成后，生成了碳酸钙沉淀，这时碳酸钙又作为增重剂，有助 于沉淀，利于线路板含镍废水澄清。
[0047]优选的，S10中加入熟石灰以及加入二价铁盐和三价铁盐两个操作中，均可以采用 搅拌机搅拌处理以促进反应充分进行。
[0048]具体的，S10中，针对含有不同含量的镍的线路板含镍废水，搅拌机的转速以及处 理时间如下表1所示。
[0049]表1:搅拌机的转速和反应时间表
[00511通过熟石灰、二价铁盐和三价铁盐，可以使得线路板含镍废水中的镍和磷共沉淀 析出。
[0052] S10中，沉淀处理的操作可以采用沉淀池完成。
[0053] 沉淀池可以为斜管式沉淀池(控制上升流速不超过lm/h)或平流式沉淀池(控制上 升流速不超过〇. 8m/h)。
[0054] S20、向S10得到的第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，充分 反应后沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣。
[0055] 优选的，金属捕捉剂和强碱加入量的质量比为4~6:1。
[0056] 特别的，金属捕捉剂和强碱加入量的质量比为5:1。
[0057]优选的，金属捕捉剂为硫化钠，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠。
[0058] 优选的，金属捕捉剂的加入量为50ppm~lOOppm，强碱的加入量为lOppm~20ppm。
[0059] 金属捕捉剂和强碱可以配置在同一个加药箱内。加入金属捕捉剂和强碱后，反应 的时间不少于20min。反应时可以采用搅拌机搅拌处理以促进反应充分进行(搅拌速度优选 为120rpm)。
[0060] 金属捕捉剂可以进一步促进线路板含镍废水中的镍沉淀析出，以硫化钠为例，具 体的反应方程式如下：
[0061] Ni (N〇3) 2+Na2S^NaN03+Ni S| pH彡8.5
[0062] NiCl2+Na2S^NaCl+NiS| pH彡8.5
[0063] NiS〇4+Na2S^NaCl+NiS| pH彡8.5
[0064] NiCb+NaOH^NaCl+Ni (0H)2| pH彡8.0
[0065] NiS〇4+NaOH^Na2S〇4+Ni(OH)2| pH彡8.0
[0066] Ni(N03)2 · 6H2〇+NaOH^NaN03+Ni(OH)2|+H2〇 pH彡8.0
[0067] 通过金属捕捉剂的作用，可以线路板含镍废水中的镍的浓度降到O.lmg/L以下。
[0068] 铝絮凝剂可以为聚合氯化铝或硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺。
[0069] 优选的，错絮凝剂加入量为40ppm~lOOppm，聚丙稀酰胺加入量为0 · 5ppm~ 2.0ppm〇
[0070] 加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂后，可以采用搅拌机搅拌处理以促进 反应充分进行。搅拌机的转速可以为60rpm，反应时间不少于15min。
[0071] 通过金属捕捉剂进一步沉淀线路板含镍废水中的镍，从而达到进一步去除线路板 含镍废水中镍和磷的效果。
[0072] S20中，沉淀处理的操作可以采用沉淀池完成。沉淀池优选为斜管式沉淀池(控制 上升流速为〇 · 6m/h~0 · 8m/h)。
[0073] S30、将S20得到的第二滤液的pH调节至6.5~7.5，调节完成后的第二滤液即可排 入城市管网。
[0074] 将第二滤液的pH调节至6.5~7.5的操作为:采用硫酸调节第二滤液的pH调节至 6 · 5~7 · 5〇
[0075] 优选的，还包括合并S10得到的第一滤渣和S20得到第二滤渣后提取其中的镍的操 作。
[0076] 考虑到线路板含镍废水中的镍为一类污染物，可以在S10中加入熟石灰、S10中加 入二价铁盐和三价铁盐、S30中将第二滤液的pH调节至6.5~7.5的操作中增加 pH在线仪进 行监控，同时在S20中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂的操作安装0RP在线监控 仪，以实施在线监控。
[0077]这种线路板含镍废水处理工艺通过熟石灰、二价铁盐和三价铁盐使得线路板含镍 废水中的镍和磷共沉淀析出，接着加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，使得线路 板含镍废水中的镍进一步沉淀，从而达到去除线路板含镍废水中镍、磷的效果。相对于传统 工艺，这种线路板含镍废水处理工艺无需膜处理和蒸发浓缩，成本相对较低。
[0078]以下为具体实施例，实施例中出现的各种仪器和试剂如果没有特别说明，均采用 本领域常规仪器或试剂。
[0079] 实施例中，待处理的线路板含镍废水来自多个线路板厂。
[0080] 实施例1
[00811向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，以搅拌速度为120rpm搅拌30min至线 路板含镍废水的pH为11，接着加入质量比为5:1的硫酸亚铁和氯化铁，以搅拌速度为120rpm 搅拌60min至线路板含镍废水的pH为8.5，控制上升流速为0.8m/h在斜管式沉淀池中沉淀处 理后得到第一滤液和第一滤渣。
[0082]向第一滤液中加入质量比为5:1的硫化钠和氢氧化钠，以搅拌速度为120rpm搅拌 30min，接着加入聚合氯化错和聚丙稀酰胺，以搅拌速度为60rpm搅拌30min后控制上升流速 为0.7m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣。其中，硫化钠的加入量为 50ppm，氢氧化钠的加入量为lOppm，聚合氯化铝的加入量为40ppm，聚丙烯酰胺加入量为 0.5ppm〇
[0083] 采用硫酸将第二滤液的pH调节至7,调节完成后的第二滤液即可排入城市管网。
[0084] 实施例2
[0085]向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，以搅拌速度为120rpm搅拌30min至线 路板含镍废水的pH为11，接着加入质量比为4:1的硫酸亚铁和氯化铁，以搅拌速度为120rpm 搅拌60min至线路板含镍废水的pH为9，控制上升流速为0.4m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理 后得到第一滤液和第一滤渣。
[0086]向第一滤液中加入质量比为6:1的硫化钠和氢氧化钾，以搅拌速度为120 r pm搅拌 30min，接着加入聚合氯化错和聚丙稀酰胺，以搅拌速度为60rpm搅拌30min后控制上升流速 为0.8m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣。其中，硫化钠的加入量为 50ppm，氢氧化钾的加入量为125ppm，聚合氯化错的加入量为60ppm，聚丙稀酰胺加入量为 1.2ppm〇
[0087] 采用硫酸将第二滤液的pH调节至6.5,调节完成后的第二滤液即可排入城市管网。
[0088] 实施例3
[0089]向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，以搅拌速度为120rpm搅拌30min至线 路板含镍废水的pH为12,接着加入质量比为6:1的氯化亚铁和硫酸铁，以搅拌速度为120rpm 搅拌60min至线路板含镍废水的pH为8,控制上升流速为0.6m/h在斜管式沉淀池中沉淀处 理后得到第一滤液和第一滤渣。
[0090] 向第一滤液中加入质量比为4:1的硫化钠和碳酸钾，以搅拌速度为120rpm搅拌 30min，接着加入硫酸错和聚丙稀酰胺，以搅拌速度为60rpm搅拌30min后控制上升流速为 0.6m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣。其中，硫化钠的加入量为 60ppm，碳酸钾的加入量为15ppm，硫酸错的加入量为80ppm，聚丙稀酰胺的加入量为2. Oppm。
[0091] 采用硫酸将第二滤液的pH调节至7.5，调节完成后的第二滤液即可排入城市管网。
[0092] 实施例4
[0093]向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，以搅拌速度为120rpm搅拌30min至线 路板含镍废水的pH为12,接着加入质量比为5:1的氯化亚铁和氯化铁，以搅拌速度为120rpm 搅拌60min至线路板含镍废水的pH为9，控制上升流速为0.8m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理 后得到第一滤液和第一滤渣。
[0094]向第一滤液中加入质量比为4.5:1的硫化钠和碳酸钠，以搅拌速度为120rpm搅拌 30min，接着加入聚合氯化错和聚丙稀酰胺，以搅拌速度为60rpm搅拌30min后控制上升流速 为0.7m/h在斜管式沉淀池中沉淀处理，得到第二滤液和第二滤渣。其中，硫化钠的加入量为 70ppm，碳酸钠的加入量为16ppm，聚合氯化错的加入量为40ppm，聚丙稀酰胺的加入量为 2ppm〇
[0095] 采用硫酸将第二滤液的pH调节至6.5,调节完成后的第二滤液即可排入城市管网。
[0096] 对实施例1~4中的线路板含镍废水和第二滤液进行检测，得到结果如下表2所示。 [0097]表2:实施例1~4中线路板含镍废水和第二滤液中的镍和磷检测结果。
[01 00]由表2可以看出，实施例1~4中通过熟石灰、二价铁盐和三价铁盐使得线路板含镍 废水中的镍和磷共沉淀析出，接着加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，使得线路 板含镍废水中的镍进一步共沉淀，从而达到去除线路板含镍废水中镍、磷的效果。
[0101 ]这里需要特别指出的是，实施例1中对线路板含镍废水中的镍和磷的去除率最高。 [0102]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤： 向待处理的线路板含镍废水中加入熟石灰，充分反应至所述线路板含镍废水的pH为 10.5~12,接着加入二价铁盐和三价铁盐并充分反应至所述线路板含镍废水的pH为9~10， 沉淀处理后得到第一滤液和第一滤渣； 向所述第一滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂，充分反应后沉淀处 理，得到第二滤液和第二滤渣；以及 将所述第二滤液的pH调节至6.5~7.5，调节完成后的所述第二滤液即可排入城市管 网。2. 如权利要求1所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述二价铁盐与所述三 价铁盐的加入量的质量比为4~6:1。3. 如权利要求1或2所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述二价铁盐为硫 酸亚铁或氯化亚铁，所述三价铁盐为氯化铁。4. 如权利要求1所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述金属捕捉剂为硫化 钠，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠。5. 如权利要求1或4所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述金属捕捉剂和 所述强碱的加入量的质量比为4~6:1。6. 如权利要求1或4所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述向所述第一滤 液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂的操作中，所述金属捕捉剂的加入量为 50ppm~1 OOppm，所述强碱的加入量为1 Oppm~20ppm。7. 如权利要求1所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述铝絮凝剂为聚合氯 化错或硫酸错。8. 如权利要求1所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述助凝剂为聚丙烯酰 胺、淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、聚氧化乙烯或聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺。9. 如权利要求1、7或8所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述向所述第一 滤液中加入金属捕捉剂、强碱、铝絮凝剂以及助凝剂的操作中，所述铝絮凝剂加入量为 40ppm~1 OOppm，所述助凝剂的加入量为0.5ppm~2ppm。10. 如权利要求1所述的线路板含镍废水处理工艺，其特征在于，所述将所述第二滤液 的pH调节至6.5~7.5的操作为:采用硫酸调节所述第二滤液的pH调节至6.5~7.5。
【文档编号】C02F9/04GK106045103SQ201610480560
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】蒋传江, 周永康, 周军
【申请人】深圳市翰唐环保科技有限公司