PCB废水处理及回用的技术方案及工程应用

摘要

改革开放，尤其进入21世纪以来，由于中国在劳动力资源、内需市场潜力、生产制造等方面的优势，印制电路板，其英文简称是PCB，在当前经济社会的市场中没有不需要这种部件的电子的科技的产品，是电子工业的重要部件之一。印制电路板的规格较为复杂，产品种类多，按层数可分为单面板(single-sided board)、双面板(double-sided board)、多层板(multiple-layer board)，在电子元件产业中，PCB产业的产量规模仅次于半导体产业，且随着应用领域的不断扩大，PCB在整个电子元件产值中的比例呈递增趋势。中国的东南地域是PCB大型企业的大本营，也是IT和PCB的发源地，同时也与这些地区的水资源相对丰富、PCB行业对水的需求量较大有关。广东是我国PCB生产大省，但省内PCB企业现有的废水处理工艺，无论从处理规模或处理工艺相对于行业发展势头，这些处理处置的工作必须不得不进行更加严格的作业，以用来减少对环境污染的影响。　　目前PCB废水处理的工艺主要有：氧化的工艺办法（然而在所有的这类方法中，光氧化的工艺方法目前的探索还没有确定的结论）；生物处理方法；过滤-吸咐法；化学沉淀法；氧化还原法；电解法；离子交换方法等。以上列举的所有办法，在工程实践应用中或者是仍然在实验室条件下，并没有进行大规模的投入到真正的生产应用中的工艺办法，在很多研究中都得到了能够具有非常好的对污染的废水中的重金属离子浓度削减的处理效果。在这样的环境背景下，实际的应用中，常用的氧化剂有NaClO、Fenton试剂等。　　本文针对PCB行业废水的特点，提出将各类含重金属废水经分质收集、分质处理，达到排放标准限制要求后，部分尾水作为中水回用、其余达标排放的废水与回用水处理的设计方案，对重金属洗水集成“氢氧化物沉淀—硫化物沉淀—化学混凝—砂滤—碳滤”的联合处理工艺，对中水回用处理系统采用，对有机综合废水设计BAF-A/O工艺一化学除磷的联用处理工艺。并以广东珠海某PCB生产企业污水处理设施的技改工程为依托，进行了PCB废水处理主要构筑物的设计计算和设备选型。通过工程实践，确保废水实现达标排放及系统稳定运行，实现废水达标排放和中水回用，并且为其他PCB企业的废水处理提供借鉴和工程示范。　　本文主要结论如下：　　(1)采用“氢氧化物沉淀—硫化物沉淀—化学混凝沉淀—砂滤一活性炭过滤”的联合工艺对重金属洗水，达标后，再进入循环使用水处理。根据原水水质，综合工艺的技术可靠性和经济合理性，公司达标处理排放的含铜清洗水为回用水水源，采用以反渗透(RO)和超滤(UF)膜分离技术处理回用水。高浓度有机废水，采用氢氧化物沉淀+化学混凝工艺进行去除污染物质。BAF-A/O工艺一化学除磷的联用工艺处理有机综合废水可以解决该类废水处理中亟待解决的问题，具有理论上的可行性。　　(2)结合工程实践，对废水中主要指标，如SS、COD、氨氮、TP、石油类的削减成效进行相应的实时监控。监测结果显示，PCB废水处理后，主要污染物去除率均在80%以上，能够对目标污染物具有很好的削减去除效果。　　(3) PCB废水治理工程投入实际的生产应用中，削减单位废水的药剂使用成本、电力使用成本和人工成本分别为21095.5元/d（6.80元/t水）、2206.4元/d（0.13元/t水）和400元/d（0.13元/t水）。所以得出最终的计算数字，所有加起来的总的运行成本为7.64元/t水。　　(4) PCB废水处理工程建成后，委托第三方检测机构的监测结果显示，废水中主要污染物的削减量：SS为66.03 t/a，COD为411.99 t/a，NH3-N为43.70 t/a，TN为106.86t/a，TP为35.56 t/a，石油类为11.14t/a，所有的目标污染物质的浓度都是有所降低的，能够对环境的污染破坏性减少了很多。废水经处理实现达标排放后，每年减少缴纳的排污费达850840元/a，亦可产生可观的间接经济效益。由此，该处理工艺具有显著的综合效益，不仅废水实现了达标排放，而且主要水污染物均得到大幅度削减，从而有效保护了纳污水体，体现了良好的环境效益。　　(5)该处理工艺在PCB废水处理工程的成功应用，可为同类废水处理的工程实践提供参考和借鉴。

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