公布日：2024.12.27
申請(qǐng)日：2024.09.02
分類(lèi)號(hào)：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(qǐng)涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，具體公開(kāi)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(fù)合吸附劑。本申請(qǐng)的一種印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)可用于對(duì)印刷電路板廢水進(jìn)行回收利用，其具有操作簡(jiǎn)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(diǎn)。
權(quán)利要求書(shū)
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(gè)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(gè)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(gè)輸出端，第一輸出端連接有板框壓濾機(jī)，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(jī)包括兩個(gè)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(mén)，所述MCR膜通量為12-15L/m2·h，過(guò)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(jí)反滲透單元和二級(jí)反滲透單元，所述一級(jí)反滲透單元和所述二級(jí)反滲透單元均包括反滲透膜、進(jìn)水泵、高壓泵和儀表閥門(mén)。
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(jí)反滲透單元包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端與所述二級(jí)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(jí)反滲透單元包括兩個(gè)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(jí)反滲透單元和所述二級(jí)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(xiàng)所述的印刷電路板廢水的處理系統(tǒng)進(jìn)行，包括以下步驟：S1:廢水由生產(chǎn)廢水投入池進(jìn)入預(yù)處理單元停留12-16h，調(diào)節(jié)pH為8-9，加入復(fù)合吸附劑進(jìn)行解絡(luò)吸附、沉淀，復(fù)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(guò)沉淀后的產(chǎn)水進(jìn)入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下過(guò)濾大顆粒絮體，使大顆粒絮體等污染物截留在MCR槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)固液分離；S3:MCR槽產(chǎn)水進(jìn)入濃水處理單元，調(diào)節(jié)廢水pH至6-7，通過(guò)一級(jí)反滲透單元和二級(jí)反滲透單元的反滲透膜對(duì)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(jìn)行進(jìn)一步的截留，產(chǎn)水透過(guò)反滲透膜進(jìn)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(jì)，所述復(fù)合吸附劑的原料包括10-30份殼聚糖纖維、1-5份冠醚類(lèi)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(lèi)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(fù)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(duì)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(qǐng)?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(qǐng)?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(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)設(shè)置預(yù)處理單元、MCR槽、濃水處理等多個(gè)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水處理的多級(jí)集成化，提高處理效率，針對(duì)PCB廢水中復(fù)雜的污染物成分，實(shí)現(xiàn)有效的分類(lèi)處理和資源回收，符合當(dāng)前環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
可選的，所述預(yù)處理單元包括三個(gè)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(gè)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(gè)輸出端，第一輸出端連接有板框壓濾機(jī)，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(jī)包括兩個(gè)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(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)設(shè)置三個(gè)輸入端，增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了污泥的集中處理，而且通過(guò)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(guò)循環(huán)設(shè)計(jì)也有助于減少化學(xué)藥品的使用，降低了系統(tǒng)的運(yùn)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(mén)，所述MCR膜通量為12-15L/m2·h，過(guò)濾孔徑為0.4μm。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)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(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的維護(hù)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(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)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(duì)絡(luò)合狀態(tài)的重金屬離子，在預(yù)處理階段進(jìn)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(fù)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(jí)反滲透單元和二級(jí)反滲透單元，所述一級(jí)反滲透單元和所述二級(jí)反滲透單元均包括反滲透膜、進(jìn)水泵、高壓泵和儀表閥門(mén)。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)兩級(jí)反滲透的串聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中金屬離子的深度去除，這種多級(jí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水資源的最大化利用。
可選的，所述一級(jí)反滲透單元包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端與所述二級(jí)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(jí)反滲透單元包括兩個(gè)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(jí)反滲透單元和所述二級(jí)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(qǐng)?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(jìn)入預(yù)處理單元停留12-16h，調(diào)節(jié)pH為8-9，加入復(fù)合吸附劑進(jìn)行解絡(luò)吸附、沉淀，復(fù)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(guò)沉淀后的產(chǎn)水進(jìn)入MCR槽中停留1-3h，在MCR膜的作用下過(guò)濾大顆粒絮體，使大顆粒絮體等污染物截留在MCR槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)固液分離；S3:MCR槽產(chǎn)水進(jìn)入濃水處理單元，調(diào)節(jié)廢水pH至6-7，通過(guò)一級(jí)反滲透單元和二級(jí)反滲透單元的反滲透膜對(duì)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(jìn)行進(jìn)一步的截留，產(chǎn)水透過(guò)反滲透膜進(jìn)入回用水池。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)的處理工藝具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、去除效果好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)，所述復(fù)合吸附劑的原料包括10-30份殼聚糖纖維、1-5份冠醚類(lèi)化合物、10-20份泡沫塑料、0.1-0.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑。
通過(guò)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(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成了微孔和宏孔的多級(jí)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(fù)載吸附劑，為吸附劑提供了更多的活性位點(diǎn)，增加了其與絡(luò)合態(tài)重金屬接觸的機(jī)會(huì)；還為重金屬離子提供了更多進(jìn)入材料內(nèi)部的通道，有利于重金屬離子的擴(kuò)散和吸附。
冠醚類(lèi)化合物因其獨(dú)特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠?qū)j(luò)合態(tài)的重金屬離子進(jìn)行更加精準(zhǔn)的識(shí)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(diǎn)，與冠醚類(lèi)化合物復(fù)合后，可以顯著增加對(duì)重金屬離子的吸附容量，同時(shí)能夠提高復(fù)合吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，提高復(fù)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(duì)水溶液中重金屬離子的接觸和吸附，冠醚類(lèi)化合物的化學(xué)選擇性與殼聚糖微球的物理吸附作用相結(jié)合，可以實(shí)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(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)殼聚糖纖維的凝膠化，提高復(fù)合吸附劑的化學(xué)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
可選的，所述冠醚類(lèi)化合物為二苯并-18-冠-6。
通過(guò)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(guò)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(duì)于金屬離子的單一選擇性和高度吸附性，將其負(fù)載于泡沫塑料中能夠?qū)j(luò)合態(tài)的銅離子進(jìn)行有效的吸附和分離。
可選的，所述復(fù)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(guò)采用上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)的復(fù)合吸附劑的制備方法簡(jiǎn)單，易于在工業(yè)上進(jìn)行推廣。
綜上所述，本申請(qǐng)具有以下有益效果：1、本申請(qǐng)廢水處理系統(tǒng)中的預(yù)處理單元中通過(guò)設(shè)置解絡(luò)吸附段和沉淀段對(duì)絡(luò)合態(tài)的重金屬進(jìn)行了針對(duì)性的分離和去除，能夠有效提高對(duì)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(qǐng)中以泡沫塑料為載體骨架，將冠醚類(lèi)化合物和殼聚糖纖維的復(fù)合物負(fù)載在泡沫塑料上制備復(fù)合吸附劑，在內(nèi)部形成復(fù)雜的多孔級(jí)體系，為復(fù)合吸附劑避免提供了更多的活性位點(diǎn)，有效提升了復(fù)合吸附劑對(duì)于絡(luò)合態(tài)重金屬離子的選擇性和吸附性。
3、本申請(qǐng)的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水處理的多級(jí)集成化，提高處理效率，針對(duì)PCB廢水中復(fù)雜的污染物成分，實(shí)現(xiàn)有效的分類(lèi)處理和資源回收，符合當(dāng)前環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
（發(fā)明人：張運(yùn)廣;樊綠松;張翔;閆原豪;葛金梅;謝金水）
