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          案例分享:引線框架電鍍廢水及重金屬回收利用工程案例
          時間:2017-10-18   來源:廢水回用研究頭條號   作者:   閱讀次數:3000

          某電子股份有限公司目前已成為國內最大的塑封引線框架生產基地,年產量達180億只,產品包括TO-92、TO-126、TO-220、TO-3P系列和大中小功率三極管引線框架、SOT系列的表面貼裝引線框架及IC系列的集成電路引線框架100余種規格。在引線框架生產過程中產生的廢水主要含有脫脂清洗廢水、氰銀清洗廢水、氰銅清洗廢水、含鎳清洗廢水、綜合清洗廢水、地面沖洗廢水、氰銀回收廢液、氰銅回收廢液、鎳回收廢液、酸廢液、脫脂廢液等,此行業電鍍廢水成份復雜,主要含有氰、貴重金屬、絡合物;部分重金屬以絡合態形式存在于廢水中,破絡后才能更好的去除廢水中的重金屬,對此類廢水回收貴重金屬和水十分必要,減小重金屬資源的浪費意義重大;在該項目中首先要做好分質分流收集,然后再單獨回收利用,分質是確保高回收率的前提條件。具體水質水量情況如表1:

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          從表1可看出,其中脫脂清洗廢水、氰銀清洗廢水、氰銅清洗廢水、含鎳清洗廢水、綜合清洗廢水5路廢水水量大、成份較單一,可分別進行膜回用系統回收,回收后的濃縮水與之對應的3路重金屬廢液進行循環回收重金屬,回用后的廢液進入污水站進行破氰等對應處理達標排放,在此主要介紹清洗廢水及重金屬的回收利用。

          工藝流程

          2.1對電鍍廢水回用采用的回用理念(如圖2)與目前較多電鍍企業廢水的回用工藝(如圖1)簡單比較:

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          圖1是把所有電鍍廢水混合集中收集,先經過物化或生物一系統處理,然后把上清液進行膜系統回收,因在廢水處理過程中,投加了大量的金屬捕捉劑、PAC、PAM,有些藥劑是以陽離子型式存在廢水中,很容易與回用膜元件表面電荷結合而堵塞膜元件,更不能保證很高的回收率,通?;厥章首罡邇H能達到50%,往往并不能保證長期穩定的運行;因投加了大量的藥劑,使廢水的含鹽量也大大的增加,所以也降低了回用水水質;通過膜技術回用后的濃縮水重金屬通常會超標,不能直接排放,這樣只能回到廢水前處理系統中,從而增加了廢水處理部分的負荷及水量,使的占地及土建投資也增大;同時多種離子的共同存在,會互相干擾影響沉淀效果及重金屬絡合物的形成且較難破除絡合物,這也是目前電鍍廢水重金屬超標的原因之一。

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          連續錯流抗污染多級膜法回用,把電鍍廢水分質收集,單獨膜法回用,回用水可分別用到對應的生產線;回用理念是“先回用后處理”,把廢水先進行分質收集,單獨膜法回用,對引線框架電鍍廢水回收率可達到90%,濃縮后的廢水中重金屬離子濃度可提升到100倍以上,對該濃縮廢水可通過重金屬回收裝置(專利號:CN201010578758.5)進行重金屬的提取,重金屬等離子的回收率≥90%。

          從實際工程運行效果來看,圖2較圖1的回用理念更先進,具有更高的回收率,具有更高的穩定性,不易堵塞,回用水質更高;圖2不僅可回收純水而且同時可以回收貴重金屬,特別對含Au、Ag、Ni等貴重金屬的回收價值更大,回收的重金屬純度可達到97%,回收效率≥90%。膜法濃縮倍數越高重金屬的回收效率越高,有效的節約了重金屬資源。

          2.2 某引線框架電鍍廢水回用工藝(如圖3)所示:

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          工藝說明:

          對圖3-1說明,脫脂清洗廢水與綜合清洗廢水分別收集單獨回收利用,脫脂廢水中主要含有少量脫脂劑及極少量的油脂,顯堿性,水中懸浮及膠體物很少。廢水經過PH調節后,進入連續微孔過濾裝置,攔截較小懸浮物、膠體、細菌微生物及二次污染帶入的雜質等,連續 MF具有自動運行、沖洗功能;MF透過液進入膜濃縮系統,主要是脫除廢水水中鹽份,該膜元件是根據電鍍廢水的特性,采用連續錯流抗污染技術,脫脂部分透過液回用至電鍍線脫脂槽;綜合廢水透過液可充當自來水或進一步制成高純水使用,兩者濃縮廢水可直接去廢水站綜合處理系統進行處理。

          對圖3-2說明,氰銀清洗廢水(主要含氰、銀、絡合物、堿性)、氰銅清洗廢水(主要含氰、銅、絡合物、堿性)、含鎳清洗廢水(主要含有鎳、絡合物、酸性)都分質收集單獨回用,水中懸浮及膠體物幾乎沒有,廢液通過曝氣調節后,達到水質均勻后進入連續微孔過濾裝置,主要是攔截廢水中較小懸浮物、膠體、細菌微生物及二次污染帶入的雜質等,連續 MF具有自動運行、沖洗功能;MF透過液進入一級膜濃縮系統,一級的回收率≥80%,主要是脫除水中大部分的鹽份,該膜元件是根據電鍍廢水的特性,采用連續錯流抗污染技術,回收純水回用到對應的電鍍生產線。一級膜濃縮水進入二級膜濃縮系統,二級膜濃縮系統工藝原理上做了改進進,較一級具有更強的抗污染性,易清洗等,二級的回收率≥50%;二級膜濃縮系統產水回至調節池中,高倍濃縮水中的重金屬濃度可達到500mg/l以上,這時廢水中含有較多的離子,具有很好的導電性,把此高倍的濃縮液通入重金屬回收裝置,進行重金屬回收;同時對應的重金屬槽廢液與高倍濃縮液也可一并進入重金屬回收裝置進行重金屬回收。同時重金屬回收裝置可針對不同的有機成份選用不同涂層極板,本系統采用東洋公司自行研發的水處理電化學裝置,其中陽極是以SnO2-Sb2O3-MnO2為中間層,以PbO2-MnO2-PTFE為活性催化層的鈦基復合多元金屬氧化物(Ti/SnO2-Sb2O3-MnO2/PbO2-MnO2-PTFE),產生的羥基對COD的降解效率最高可達90%,同時對絡合物具有一定的破絡作用。陰極回收重金屬,并且能耗比傳統電化學裝置低。此項也已經申請國家發明專利,專利申請號:CN201010578760.2。

          最終的廢液進入廢水處理站進行分別處理,含氰的進行破氰、破絡等混凝沉淀,上清液經過多介質過濾、活性炭過濾后達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)排放指標。

          本系統的水資源系統回收率可達90%,重金屬等離子的回收率≥90%,重金屬純度≥97%此項技術已經申請國家發明專利,專利申請號:CN201010578758.5。

          設備平面布置圖

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          主要設備或構件

          4.1脫脂清洗廢水:

          ⑴廢水調節池,鋼混結構,地下式,有效容積:30m3。

          ⑵連續MF:系統設置了1臺直徑為Φ400,不銹鋼材質,過濾精度為0.22μm的過濾器,單臺產水量為11.0m3/h。目的是防止顆料物進入一級錯流抗污染膜濃縮系統,以利于保護系統穩定運行。

          ⑶一級錯流抗污染膜濃縮:1臺,產水能力10m3/h,回收率≥85%,脫鹽率≥95%。配有大流道抗污染膜元件12支,一級二段。

          4.2綜合清洗廢水:

          ⑴廢水調節池,鋼混結構,地下式,有效容積:60m3。

          ⑵連續MF:系統設置了1臺直徑為Φ500,不銹鋼材質,過濾精度為0.22μm的過濾器,單臺產水量為36.0m3/h。目的是防止顆料物進入一級錯流抗污染膜濃縮系統,以利于保護系統穩定運行。

          ⑶一級錯流抗污染膜濃縮:1臺,產水能力30m3/h,回收率≥85%,脫鹽率≥95%。配有大流道抗污染膜元件12支,一級二段。

          4.3氰銀清洗廢水:

          ⑴廢水調節池,鋼混結構,地下式,有效容積:40m3。

          ⑵連續MF:系統設置了2臺直徑為Φ400,不銹鋼材質,過濾精度為0.22μm的過濾器,單臺產水量為11.0m3/h。目的是防止顆料物進入一級錯流抗污染膜濃縮系統,以利于保護系統穩定運行。

          ⑶一級錯流抗污染膜濃縮:2臺,每臺產水能力9m3/h,回收率≥80%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件24支,一級二段。

          ⑷二級錯流抗污染膜濃縮:2臺,每臺產水能力1-2m3/h,回收率≥50%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件8支,一級一段。

          4.4氰銅清洗廢水:

          ⑴廢水調節池,鋼混結構,地下式,有效容積:30m3。

          ⑵連續MF:系統設置了2臺直徑為Φ400,不銹鋼材質,過濾精度為0.22μm的過濾器,單臺產水量為6.0m3/h。目的是防止顆料物進入一級錯流抗污染膜濃縮系統,以利于保護系統穩定運行。

          ⑶一級錯流抗污染膜濃縮:2臺,每臺產水能力5m3/h,回收率≥80%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件16支,一級二段。

          ⑷二級錯流抗污染膜濃縮:2臺,每臺產水能力1-2m3/h,回收率≥50%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件8支,一級一段。

          4.5鎳清洗廢水:

          ⑴廢水調節池,鋼混結構,地下式,有效容積:30m3。

          ⑵連續MF:系統設置了1臺直徑為Φ400,不銹鋼材質,過濾精度為0.22μm的過濾器,單臺產水量為7.0m3/h。目的是防止顆料物進入一級錯流抗污染膜濃縮系統,以利于保護系統穩定運行。

          ⑶一級錯流抗污染膜濃縮:1臺,每臺產水能力5m3/h,回收率≥80%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件8支,一級二段。

          ⑷二級錯流抗污染膜濃縮:1臺,每臺產水能力1-2m3/h,回收率≥50%,脫鹽率≥95%。二套共配有大流道抗污染膜元件4支,一級一段。

          本系統設施的特特征

          在工藝設計、設備選型方面力求做到足夠余量、技術先進、工藝可靠、設備美觀、性能優越、占地面積小、操作簡單與維護方便。

          本系統采用可編程邏輯控制器(PLC)完成電氣和儀表部分的全自動控制,同時可顯示工藝過程中的主要監測指標以及系統運行狀態,對重要參數如流量、電導率、pH值、壓力等設有在線檢測儀表,并設定有超限報警功能。

          設施運行監測結果

          設備于2009年8月底開始調試,2009年9月底達到穩定運行,實際運行效果見表2。

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          技術經濟指標及效益分析

          電費按0.80元/(kW·h)計,費用為2.3元/m3;藥劑費為0.3元/m3(HCl 8mg/l,NaOH 5mg/l);更換配件及維護費用0.8元/m3;人工費用0.1元/m3,綜合折舊費(設備折舊按10a、土建按20a計算)0.59元/m3,處理的成本為4.09元/m3。

          廢水回用系統每年可回收純水為399000m3,回收的水質較好,每年可回收重金屬約2000kg;金屬純度≥97%。廢水處理系統每年減排了399000m3,廢水,減少了COD及重金屬的排放量,回用后廢水量大大減小,有效的節省了土建的投資及占地面積,有效減小了對環境的污染。

          總結

          1)分質收集單獨回用是廢水高效回用的前提條件。

          2)“先回用后處理”的回用理念是較先進的,避免投加的藥劑造成二次污染。

          3)采用連續抗污染多級錯流回用電鍍廢水需做好預處理及膜的選擇很關鍵,連續抗污染錯流多級是穩定、高效的回用方式,回收率可達90%,對重金屬等離子的去除率≥90%,回收的純水水質好,部分可直接回用至對應電鍍線,也可進一步制取高純水。

          4)根據不同高濃度有機廢水可選用對應極板涂層的重金屬回收裝置, 對COD可強氧化降低,陽極板材料尤為重要,直接影響COD的去除效果,同時陰極回收重金屬,處理后的廢水再與低濃度的廢水混合處理,這樣降低高濃度有機廢水對整個廢水處理系統的負荷。

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