本发明属于废水治理领域，涉及一种线路板废水处理药剂，特别涉及一种线路板废水处理药剂及其制备、使用方法。
背景技术：
线路板生产中产生的废水成分非常复杂，除水中含有大量的有机污染物外，废水中还含有大量的重金属，处理线路板废水常用的方法有化学法、生物法、物化法和电化学法等。其中，化学法是最常用的处理线路板废水的方法。
化学法是依靠氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质转化为无毒无害的物质，或者直接将重金属经沉淀或气浮从废水中除去。目前化学法进行化学沉淀时所用到的药剂大多为氢氧化钠和氢氧化钙，然而，虽然单一使用氢氧化钠对废水处理效果较佳，但是成本太高，不适合批量使用；而单一使用氢氧化钙虽然成本不高，但进行废水处理会造成污泥的大量产生，造成后续处理困难，储运成本增加等问题，其综合成本也无法降低。
因此发明一种既对线路板废水有较好的处理效果，同时综合成本较低、可大规模使用的线路板废水处理药剂非常重要。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种线路板废水处理药剂及其制备、使用方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种线路板废水处理药剂，包括以下组分：氢氧化钙75～85％；氢氧化钠5～15％；硫酸铝2～8％；硅藻土1～5％；活性炭1～5％。
线路板废水处理中如果使用氢氧化钠来处理重金属废水，则原料成本高，而使用氢氧化钙来处理重金属废水尽管氢氧化钙的碱性比氢氧化钠强(金属活动性钙＞钠)，但由于氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠小很多，所以氢氧化钙溶液的碱性比氢氧化钠小，因此在废水处理中，氢氧化钙溶液较氢氧化钠溶液在使用中会产生极多的污泥，增加线路板企业危险废物处置的费用。
氢氧化钠、氢氧化钙处理重金属离子化学反应方程式为：
cu2++2oh-＝cu(oh)2↓
ni2++2oh-＝ni(oh)2↓
zn2++2oh-＝zn(oh)2↓
…….
该药剂处理线路板废水的主要作用为氢氧根与废水中的重金属生产氢氧化物沉淀，从而实现固液分离，去除废水中的重金属离子。
从化学反应速度比较，氢氧化钠＞氢氧化钙；
从污泥沉降性比较，氢氧化钙＞氢氧化钠；
从脱色效果比较，氢氧化钙＞氢氧化钠；
从处理成本比较，氢氧化钙＞氢氧化钠；
综上考虑，药剂采用组合配方，以氢氧化钙为主，辅以一定比例的氢氧化钠进行混合配置，既能有效的调节废水处理所需的碱度，更有利于废水处理企业成本的管控。
在药剂中添加硅藻土主要基于以下考虑：
1、粒间偶极作用：硅藻土颗粒表面带有电荷，能吸附极性介质的偶极分子(原子)，引起这些偶极分子(原子)在硅藻土表面自发单极定向。当硅藻土投入废水中后，打破了废水体系原来的极性平衡，偶极力便发生作用，促使污水中胶体颗粒和极性分子(原子)在硅藻土表面缔合，形成聚团现象而易于分离。
2、絮凝作用：絮凝是小颗粒或小粒团块生成较大絮凝物的过程，硅藻土具有较好的絮凝作用，能将废水中的小分子物质絮凝成大分子，然后大分子自身的重力下形成沉淀，方便去除。
3、吸附作用：吸附是一种表面效应，分散度大的硅藻土表面具有较大的表面自由能，处于高度热力学不稳定状态，因而具有吸附其它物质以降低表面能的倾向。硅藻土能把废水中的絮凝团吸附到硅藻体内外表面，形成以硅藻体为中心的大颗粒基团。
4、过滤作用：硅藻土具有相对的不可压缩性，经过某种改性处理的硅藻土加入废水中后能迅速沉降，形成坚固的多孔滤床，便于污泥脱水和清渣处理。
在药剂中添加少量的硫酸铝主要基于以下考虑：
1、溶解于水后生产氧化铝和铝离子；水解后铝离子带有正电荷与水中带负电荷的悬浮颗粒物相互碰撞形成电荷中和，消除悬浮物表面的电荷，之脱离同性电荷互斥原理，进而迅速凝聚在一起，形成大于水浮力的颗粒。
2、氧化铝会与水发生反应：al3++3h2o＝al(oh)3+3h+，这种氢氧化铝是一种具有吸附集作用的胶粘性物质，它可以将水中细小悬浮物进行吸附凝聚、使废水中的悬浮物小颗粒达到重力沉淀的量，并在氢氧化铝的作用下迅速沉降。
在药剂中添加少量的活性碳主要基于以下考虑：
1、活性炭有细小的空隙，可截留水中大颗粒的污染物。
2、活性炭的添加能使水体更清澈，可降低水中的污染物和色度。
作为优选，一种线路板废水处理药剂，包括以下组分：氢氧化钙78～82％；氢氧化钠8～12％；硫酸铝4～6％；硅藻土3～5％；活性炭1～2％。
作为优选，线路板废水处理药剂易溶于水。
一种线路板废水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将硅藻土与活性炭进行混合、粉碎、一次过筛，制成混合料；
s2、将混合料与氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸铝进行混合、粉碎、二次过筛，制成线路板废水处理药剂。
作为优选，一次过筛时筛孔为100～200目，二次过筛时筛孔不小于200目。
一种线路板废水处理药剂的使用方法，包括以下步骤：
p1、将线路板废水处理药剂加入线路板废水中，所述线路板废水处理药剂与线路板废水的质量比为0.1～15g：1l；
p2、调节ph至10～12.5；
p3、静置线路板废水分层，上层为上清液，下层为沉淀；
p4、过滤，将上清液与沉淀分离。
作为优选，所述步骤p2后加入助剂，所述助剂包括硫化钠和聚合氯化铝。
作为优选，所述助剂浓度及用量为：0.1～5％的硫化钠溶液，加入量为线路板废水质量的0～1％；0.1～30％的聚合氯化铝(pac)溶液，加入量为线路板废水质量的0～2％。
作为优选，所述助剂还包括聚丙烯酰胺。
作为优选，所述浓度及用量为：0.01～0.1％的聚丙烯酰胺(pam)溶液，加入量为线路板废水质量的0～1.5％。
作为优选，所述线路板废水包括有机废水、综合废水和络合废水。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明涉及一种线路板废水处理药剂及其制造、使用方法，该处理药剂与线路板废水普遍采用的单一投放氢氧化钠或氢氧化钙进行化学沉淀处理比较，具有物料配置简单、处理成本低廉、使用效果明显的优势。
2、本发明中涉及的物料简单易得、制备简单，处理废水时效果优良且性能稳定，在使用过程中不产生异味，并且溶于水后ph与现有的片碱、石灰处理药剂相当，可以迅速替代现有的处理药剂。
3、本发明中的线路板废水处理药剂不仅在制备时能大幅降低成本，在使用过程中产生的污泥量较少，不会在后续处理污泥时增加人工和储运成本，因此综合成本低，便于市场推广。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
对比氢氧化钠(片碱)、氢氧化钙(石灰为原料溶于水后可得)及本发明中废水处理药剂对线路板废水的处理效果，其结果如实施例1～3所示。
实施例1、2为样品小量评估；实施例3为生产线测试。
实施例1
本实施例中采用的线路板废水处理药剂，包括以下组分：
氢氧化钙78％；氢氧化钠8％；硫酸铝4％；硅藻土6％；活性炭4％。线路板废水处理药剂易溶于水。
本实施例中线路板废水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将硅藻土与活性炭进行混合、粉碎、一次过筛，分子筛为150目筛，制成混合料；
s2、将混合料与氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸铝进行混合、粉碎、二次过筛，分子筛为200目筛，制成线路板废水处理药剂。
本实施例中线路板废水处理药剂的使用方法，包括以下步骤：
p1、将下列物质分别加入250ml线路板废水中，形成对比试验：
①0.07g片碱；
②0.07g石灰；
③0.07g上述制得的线路板废水处理药剂；
p2、调节ph至12±0.5；
p3、分别向三组废水中加入助剂，其中，向①②加入0.75％硫化钠5ml+28％聚合氯化铝0.5ml；向③中加入0.75％硫化钠5ml+28％聚合氯化铝0.1ml；
p4、静置线路板废水分层，上层为上清液，下层为沉淀；
p5、过滤，将上清液与沉淀分离。
将石灰、片碱及线路板处理药剂的物化性质及对线路板废水的处理效果进行对比，其结果如表1所示。
表1
从表1中可得出以下结论：
1、本发明中的线路板处理药剂外观为灰白色粉状物，与石灰和片碱相似；
2、本发明中的线路板处理药剂在使用过程中无异味产生；
3、本发明中的线路板处理药剂溶于水后的ph值与石灰、片碱相差较小，偏差均在12±0.5，易代替现有处理药剂直接投入生产；
4、本发明中的线路板处理药剂添加至废水后，迅速有絮状沉淀物产生并下降沉底，沉淀效果较佳，上清液清澈；
5、将沉淀与上清液分离后，检测上清液中铜离子的含量，三种处理药剂均具有较好的除铜离子的效果，其中本发明中的线路板处理药剂效果最佳，并且助剂用量最少；
6、将三种处理药剂处理后废水中的沉淀进行抽滤，制成滤饼样进行称重，其中片碱处理药剂产生的污泥重量最轻，石灰处理药剂产生的污泥量最大，其原因是钙离子容易与其他阴离子形成沉淀；本发明中的线路板处理药剂中80％的组分均为氢氧化钙，但却克服了氢氧化钙容易形成污泥的这一缺点，使用本发明作为处理药剂，产生的污泥重量仅比片碱处理药剂重6％左右，比石灰处理药剂产生的污泥轻29.5％，大大降低了后续处理污泥的储运及人工成本。
实施例2
本实施例中采用的线路板废水处理药剂，包括以下组分：
氢氧化钙80％；氢氧化钠10％；硫酸铝5％；硅藻土3％；活性炭2％。线路板废水处理药剂易溶于水。
本实施例中线路板废水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将硅藻土与活性炭进行混合、粉碎、一次过筛，分子筛为200目筛，制成混合料；
s2、将混合料与氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸铝进行混合、粉碎、二次过筛，分子筛为200目筛，制成线路板废水处理药剂。
本实施例中线路板废水处理药剂的使用方法，包括以下步骤：
p1、将下列物质分别加入200ml线路板废水中，形成对比试验：
①片碱；②石灰；③上述制得的线路板废水处理药剂；
p2、调节ph至10.5～12；
p3、加入助剂，助剂为硫化钠+聚合氯化铝+聚丙烯酰胺；
p4、静置线路板废水分层，上层为上清液，下层为沉淀；
p5、过滤，将上清液与沉淀分离。
将石灰、片碱及线路板处理药剂的物化性质及对线路板废水的处理效果进行对比，其结果如表2所示。
从表2中可得出以下结论：
1、本发明中的线路板处理药剂在与石灰处理药剂、片碱处理药剂用量相同的条件下，其ph值相差较小，可直接作为片碱处理药剂或石灰处理药剂的替代品使用。
2、对比石灰处理药剂、片碱处理药剂和本发明中的线路板处理药剂对综合废水的处理效果，结果如下：分别将三种处理药剂加入综合废水中，经五分钟后，石灰处理药剂处理的废水有沉淀生成，沉淀呈散沙状并下降沉底，上清液较浑浊、有肉眼可见细小的漂浮物；片碱处理药剂处理的废水有沉淀生成，大部分沉淀下降沉底，小部分沉淀悬浮在上清液中，上清液中有较明显的大颗粒杂质；本发明处理药剂有絮状沉淀物产生，沉淀物团成一团并下降沉底，上清液清澈，几乎没有肉眼可见的漂浮物。也就是说，从处理综合废水角度来说，即使本发明中的处理药剂在使用时聚合氯化铝仅为其余两种处理药剂的1/5，其对综合废水的处理效果依然最佳。
3、对比石灰处理药剂、片碱处理药剂和本发明中的线路板处理药剂对低浓度有机废水的处理效果，结果如下：分别将三种处理药剂加入低浓度有机废水中，经五分钟后，石灰处理药剂处理的废水有沉淀生成，沉淀呈散沙状并下降沉底，上清液较浑浊、有肉眼可见细小的漂浮物；片碱处理药剂处理的废水有固体物质生成，大部分固体物质漂浮在废水表面，小部分沉淀悬浮在废水中，废水较为浑浊；本发明处理药剂有沉淀物产生，沉淀物下降沉底，上清液较清澈。也就是说，从处理低浓度有机废水角度来说，即使本发明中的处理药剂在使用时聚合氯化铝仅为其余两种处理药剂的1/5，其对低浓度有机废水的处理效果依然最佳。
4、对比石灰处理药剂、片碱处理药剂和本发明中的线路板处理药剂对络合废水的处理效果，结果如下：分别将三种处理药剂加入络合废水中，经十分钟后，石灰处理药剂处理的废水有大量沉淀生成，沉淀下降沉底，上清液较清澈、有肉眼可见细小的漂浮物；片碱处理药剂处理的废水有固体物质生成，大部分固体物质下降沉底，小部分漂浮在废水表面，废水较为浑浊，较难分离固体物质和废水；本发明处理药剂有沉淀物产生，沉淀物下降沉底，上清液较清澈。也就是说，从处理络合废水的角度来说，即使本发明中的处理药剂在使用时聚合氯化铝仅为其余两种处理药剂的1/5，其对络合废水的处理效果依然最佳。
4、将沉淀与上清液分离后，检测上清液中铜离子的含量，三种处理药剂均具有较好的除铜离子的效果，其中本发明中的线路板处理药剂效果最佳，并且助剂用量最少。
实施例3
本实施例中采用的线路板废水处理药剂，包括以下组分：
氢氧化钙80％；氢氧化钠10％；硫酸铝5％；硅藻土3％；活性炭2％。线路板废水处理药剂易溶于水。
本实施例中线路板废水处理药剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、将硅藻土与活性炭进行混合、粉碎、一次过筛，分子筛为200目筛，制成混合料；
s2、将混合料与氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸铝进行混合、粉碎、二次过筛，分子筛为230目筛，制成线路板废水处理药剂。
本实施例中线路板废水处理药剂的使用方法，包括以下步骤：
p1、将上述制得的线路板废水处理药剂加入线路板废水中；
p2、调节ph至10.5～12；
p3、加入助剂，助剂为硫化钠+聚合氯化铝+聚丙烯酰胺；
p4、静置线路板废水分层，上层为上清液，下层为沉淀；
p5、过滤，将上清液与沉淀分离。
将相同浓度的片碱处理废水的效果(1～7天)及线路板处理药剂处理废水(8～14天)的效果进行对比，其中本发明的线路板处理药剂在使用时，助剂pac的加入量是片碱处理药剂的1/5，其结果如表3所示。
从表3中可得出以下结论：
1、发明药剂与片碱在实际中配置浓度一样，用量与片碱接近。
2、使用发明药剂后水质色度得到明显改善，各沉淀池水质较之前清澈。
3、从监测数据上看，使用发明药剂后出水的铜离子浓度降低明显。
4、pac的实际加药量可以减少到原来用量的1/5仍保持较好的废水处理效果。
表2
表3