公布日：2024.12.27
申請日：2024.09.02
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/26(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/
52(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F11/122(2019.01)N
摘要
本申請涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，具體公開了一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)及處理工藝。一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)包括端口依次相連的生產(chǎn)廢水投入池、預(yù)處理單元、MCR槽、濃水處理單元和回用水池。所述預(yù)處理單元包括端口依次連接的pH調(diào)節(jié)池、解絡(luò)吸附段、沉淀段，解絡(luò)吸附段中投放有復合吸附劑。本申請的一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)可用于對印刷電路板廢水進行回收利用，其具有操作簡便，能夠高效去除廢水中的絡(luò)合態(tài)重金屬離子的優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括端口依次相連的生產(chǎn)廢水投入池、預(yù)處理單元、MCR槽、濃水處理單元和回用水池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)處理單元包括三個輸入端，所述生產(chǎn)廢水投入池的輸出端與所述預(yù)處理單元的第一輸入端連接；所述MCR槽包括兩個輸出端，第一輸出端與所述濃水處理單元的輸入端連接，第二輸出端連接有污泥池；所述污泥池包括兩個輸出端，第一輸出端連接有板框壓濾機，第二輸出端與所述預(yù)處理單元的第二輸出端連接；所述板框壓濾機包括兩個輸出端，第一輸出端將干污泥輸出，第二輸出端與所述與預(yù)處理單元的第三輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述MCR槽中包括MCR膜、產(chǎn)水自吸泵和儀表閥門，所述MCR膜通量為12-15L/m2·h，過濾孔徑為0.4μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)處理單元包括端口依次連接的pH調(diào)節(jié)池、解絡(luò)吸附段、沉淀段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述濃水處理單元包括端口依次連接的pH回調(diào)池、一級反滲透單元和二級反滲透單元，所述一級反滲透單元和所述二級反滲透單元均包括反滲透膜、進水泵、高壓泵和儀表閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：所述一級反滲透單元包括兩個輸出端，第一輸出端與所述二級反滲透單元的輸入端連接，第二輸出端與回用水池的輸入端連接；所述二級反滲透單元包括兩個輸出端，第一輸出端將濃水輸出，第二輸出端與回用水池的輸入端連接，所述一級反滲透單元和所述二級反滲透單元中的反滲透膜通量為12-15L/m2·h，脫鹽率≥97%。
7.一種印刷電路板廢水的處理工藝，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1-6任一項所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)進行，包括以下步驟：S1:廢水由生產(chǎn)廢水投入池進入預(yù)處理單元停留12-16h，調(diào)節(jié)pH為8-9，加入復合吸附劑進行解絡(luò)吸附、沉淀，復合吸附劑的添加量為預(yù)處理單元單次處理廢水質(zhì)量的40-60%；S2:經(jīng)過沉淀后的產(chǎn)水進入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下過濾大顆粒絮體，使大顆粒絮體等污染物截留在MCR槽內(nèi)，實現(xiàn)固液分離；S3:MCR槽產(chǎn)水進入濃水處理單元，調(diào)節(jié)廢水pH至6-7，通過一級反滲透單元和二級反滲透單元的反滲透膜對泵入濃水處理單元廢水中的鎳、錫、銅等未被吸附的金屬離子進行進一步的截留，產(chǎn)水透過反滲透膜進入回用水池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：按照重量份計，所述復合吸附劑的原料包括10-30份殼聚糖纖維、1-5份冠醚類化合物、10-20份泡沫塑料、0.1-0.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的印刷電路板廢水的處理工藝，其特征在于：所述冠醚類化合物為二苯并-18-冠-6。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷電路板廢水的處理工藝，其特征在于，所述復合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：S1:將殼聚糖纖維與二苯并-18-冠-6混合均勻，按照料液比為1:(5-9)與乙醇混合，繼續(xù)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌均勻形成混合液；S2:將混合液均勻涂覆在泡沫塑料基材上，固化處理即得。
發(fā)明內(nèi)容
為了提高在對印刷電路板廢水中絡(luò)合物重金屬離子的去除效果，本申請?zhí)峁┮环N印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)及處理工藝。
第一方面，本申請?zhí)峁┮环N印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)，包括端口依次相連的生產(chǎn)廢水投入池、預(yù)處理單元、MCR槽、濃水處理單元和回用水池。
通過采用上述技術(shù)方案，通過設(shè)置預(yù)處理單元、MCR槽、濃水處理等多個單元，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水處理的多級集成化，提高處理效率，針對PCB廢水中復雜的污染物成分，實現(xiàn)有效的分類處理和資源回收，符合當前環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢。
可選的，所述預(yù)處理單元包括三個輸入端，所述生產(chǎn)廢水投入池的輸出端與所述預(yù)處理單元的第一輸入端連接；所述MCR槽包括兩個輸出端，第一輸出端與所述濃水處理單元的輸入端連接，第二輸出端連接有污泥池；所述污泥池包括兩個輸出端，第一輸出端連接有板框壓濾機，第二輸出端與所述預(yù)處理單元的第二輸出端連接；所述板框壓濾機包括兩個輸出端，第一輸出端將干污泥輸出，第二輸出端與所述與預(yù)處理單元的第三輸入端連接。
通過采用上述技術(shù)方案，通過設(shè)置三個輸入端，增強了預(yù)處理單元的靈活性和處理能力。污泥池的設(shè)置不僅實現(xiàn)了污泥的集中處理，而且通過第二輸出端與預(yù)處理單元的連接，形成了閉環(huán)處理流程，提高了廢水處理的循環(huán)利用率，提高了系統(tǒng)的整體處理效率，通過循環(huán)設(shè)計也有助于減少化學藥品的使用，降低了系統(tǒng)的運行成本，并且提高了污泥的資源化利用率。
可選的，所述MCR槽中包括MCR膜、產(chǎn)水自吸泵和儀表閥門，所述MCR膜通量為12-15L/m2·h，過濾孔徑為0.4μm。
通過采用上述技術(shù)方案，通過精確的參數(shù)設(shè)置，提高了MCR槽的處理精度和穩(wěn)定性，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了長期運營的維護成本。
可選的，所述預(yù)處理單元包括端口依次連接的pH調(diào)節(jié)池、解絡(luò)吸附段、沉淀段。
通過采用上述技術(shù)方案，通過pH調(diào)節(jié)、解絡(luò)吸附和沉淀等步驟，有效去除廢水中的絡(luò)合物和懸浮物，特別是對絡(luò)合狀態(tài)的重金屬離子，在預(yù)處理階段進行先行解絡(luò)處理后沉淀，能夠顯著降低廢水中的絡(luò)合物重金屬離子的含量。這種分步處理的方法，提高了預(yù)處理效率，降低了后續(xù)處理單元的負荷，為后續(xù)的MCR處理和反滲透處理提供了良好的水質(zhì)條件。
可選的，所述濃水處理單元包括端口依次連接的pH回調(diào)池、一級反滲透單元和二級反滲透單元，所述一級反滲透單元和所述二級反滲透單元均包括反滲透膜、進水泵、高壓泵和儀表閥門。
通過采用上述技術(shù)方案，通過兩級反滲透的串聯(lián)使用，實現(xiàn)了對廢水中金屬離子的深度去除，這種多級反滲透技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了系統(tǒng)的脫鹽率和金屬離子的去除效率，大幅度降低了廢水中的溶解固體含量，提升了產(chǎn)水的水質(zhì)，實現(xiàn)了對廢水資源的最大化利用。
可選的，所述一級反滲透單元包括兩個輸出端，第一輸出端與所述二級反滲透單元的輸入端連接，第二輸出端與回用水池的輸入端連接；所述二級反滲透單元包括兩個輸出端，第一輸出端將濃水輸出，第二輸出端與回用水池的輸入端連接，所述一級反滲透單元和所述二級反滲透單元中的反滲透膜通量為12-15L/m2·h，脫鹽率≥97％。
第二方面，本申請?zhí)峁┮环N印刷電路板廢水的處理工藝，采用如下的技術(shù)方案：一種印刷電路板廢水的處理工藝，包括以下步驟：S1:廢水由生產(chǎn)廢水投入池進入預(yù)處理單元停留12-16h，調(diào)節(jié)pH為8-9，加入復合吸附劑進行解絡(luò)吸附、沉淀，復合吸附劑的添加量為預(yù)處理單元單次處理廢水質(zhì)量的40-60％；S2:經(jīng)過沉淀后的產(chǎn)水進入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下過濾大顆粒絮體，使大顆粒絮體等污染物截留在MCR槽內(nèi)，實現(xiàn)固液分離；S3:MCR槽產(chǎn)水進入濃水處理單元，調(diào)節(jié)廢水pH至6-7，通過一級反滲透單元和二級反滲透單元的反滲透膜對泵入濃水處理單元廢水中的鎳、錫、銅等未被吸附的金屬離子進行進一步的截留，產(chǎn)水透過反滲透膜進入回用水池。
通過采用上述技術(shù)方案，本申請的處理工藝具有工藝簡單、成本低廉、去除效果好、能耗低等優(yōu)點，在廢水深度處理技術(shù)領(lǐng)域具有良好的推廣應(yīng)用前景。
可選的，按照重量份計，所述復合吸附劑的原料包括10-30份殼聚糖纖維、1-5份冠醚類化合物、10-20份泡沫塑料、0.1-0.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑。
通過采用上述技術(shù)方案，泡沫塑料的骨架結(jié)構(gòu)上具有大量的孔隙和復雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成了微孔和宏孔的多級孔體系，這些孔隙不僅增加了泡沫塑料的比表面積，能夠作為載體負載吸附劑，為吸附劑提供了更多的活性位點，增加了其與絡(luò)合態(tài)重金屬接觸的機會；還為重金屬離子提供了更多進入材料內(nèi)部的通道，有利于重金屬離子的擴散和吸附。
冠醚類化合物因其獨特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠?qū)j(luò)合態(tài)的重金屬離子進行更加精準的識別和吸附，殼聚糖纖維具有較高的比表面積和多孔性，提供了大量的吸附位點，與冠醚類化合物復合后，可以顯著增加對重金屬離子的吸附容量，同時能夠提高復合吸附劑的機械強度和穩(wěn)定性，提高復合吸附劑的耐用性。
此外，殼聚糖具有良好的親水性，能夠在水中膨脹形成凝膠，有助于提高對水溶液中重金屬離子的接觸和吸附，冠醚類化合物的化學選擇性與殼聚糖微球的物理吸附作用相結(jié)合，可以實現(xiàn)更高效的重金屬離子捕集。鈦酸酯偶聯(lián)劑能夠與殼聚糖纖維中的氨基或羥基發(fā)生化學反應(yīng)，形成化學交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，促進殼聚糖纖維的凝膠化，提高復合吸附劑的化學穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度。
可選的，所述冠醚類化合物為二苯并-18-冠-6。
通過采用上述技術(shù)方案，相比于其他絡(luò)合態(tài)重金屬離子的分離，由于銅離子能夠與多種絡(luò)合劑形成更加穩(wěn)定的絡(luò)合物，增加了銅離子在水溶液中的溶解度和穩(wěn)定性，使其不易通過常規(guī)方法沉淀或吸附去除，二苯并-18-冠-6的使用，利用了冠醚聚合物對于金屬離子的單一選擇性和高度吸附性，將其負載于泡沫塑料中能夠?qū)j(luò)合態(tài)的銅離子進行有效的吸附和分離。
可選的，所述復合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：S1:將殼聚糖纖維與二苯并-18-冠-6混合均勻，按照料液比為1:(5-9)與乙醇混合，繼續(xù)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌均勻形成混合液；S2:將混合液均勻涂覆在泡沫塑料基材上，固化處理即得。
通過采用上述技術(shù)方案，本申請的復合吸附劑的制備方法簡單，易于在工業(yè)上進行推廣。
綜上所述，本申請具有以下有益效果：1、本申請廢水處理系統(tǒng)中的預(yù)處理單元中通過設(shè)置解絡(luò)吸附段和沉淀段對絡(luò)合態(tài)的重金屬進行了針對性的分離和去除，能夠有效提高對印刷電路板廢水中絡(luò)合物重金屬離子的去除效果，為后續(xù)的MCR處理和反滲透處理提供了良好的水質(zhì)條件。
2、本申請中以泡沫塑料為載體骨架，將冠醚類化合物和殼聚糖纖維的復合物負載在泡沫塑料上制備復合吸附劑，在內(nèi)部形成復雜的多孔級體系，為復合吸附劑避免提供了更多的活性位點，有效提升了復合吸附劑對于絡(luò)合態(tài)重金屬離子的選擇性和吸附性。
3、本申請的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水處理的多級集成化，提高處理效率，針對PCB廢水中復雜的污染物成分，實現(xiàn)有效的分類處理和資源回收，符合當前環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢。
（發(fā)明人：張運廣;樊綠松;張翔;閆原豪;葛金梅;謝金水）
