电路板污水标准.docx

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电路板污水标准

鹤山市安栢电路版厂有限公司污水处理改造工程项目竣工环境保护验收公示

作者：

佚名文章来源：

本站原创更新时间：

2011-6-310:

11:

49

鹤山市安栢电路版厂有限公司污水处理改造工程项目竣工环境保护验收公示

项目名称：

鹤山市安栢电路版厂有限公司污水处理改造工程项目

建设单位：

鹤山市安栢电路版厂有限公司

建设地点：

鹤山市桃源镇桃源大道南90号

总投资：

277万元

验收监测单位：

鹤山市环境保护监测站

环境保护执行情况：

鹤山市安栢电路版厂有限公司污水处理改造工程项目执行了环境影响评价制度和“三同时”制度，建立了环保管理机构和各项环保规章制度，基本上落实了鹤山市环境保护局批复意见的要求。

验收监测结果：

经鹤山市环境保护监测站对项目竣工环境保护验收监测，各项污染物排放达到相关规定的要求。

监测结果表明：

该项目废水处理后达广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准和中华人民共和国国家标准《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）新建企业水污染排放限值中的最严标准；厂界昼、夜间噪声达到中华人民共和国国家标准《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-2008）2类标准；污水产生的污泥交由河源市金宇有色金属有限公司回收处理。

该项目基本达到建设项目竣工环保验收的要求。

为了体现公开、公正的原则，接受公众监督，现将项目环保验收检查情况予以公示，公示时间为2011年6月3日至2011年6月9日。

公示期间我局接受公众来电、来信、来访等多种形式反映问题，并将对所反应的问题进行调查、核实和处理，并作为环保验收依据之一。

核查受理单位：

鹤山市环境保护局环境监察分局

联系地址：

鹤山市沙坪镇旭日邨86号

邮政编码：

529700

联系电话：

0750-8960362

联系人：

杨先生

鹤山市环境保护局

二〇一一年六月三日

Fenton法处理电路版酸性废液之成效与成本分析

发布时间：

2010-12-1711:

10:

47  中国污水处理工程网

摘   要：

本研究针对实厂印刷电路版（PrintedCircuitBoard，简称PCB）酸性废水利用瓶杯试验，寻求于Fenton法中最适之pH、H2O2/Fe2+加剂量与药剂成本分析。

结果显示H2O2/Fe2+之最佳剂量与药剂成本分析为100mg/l/200mg/l，最适之pH为2。

由上述所得结果再进行七种不同方案之操作，利用化学需氧量（ChemicalOxygenDemand，简称COD）去除效果进行比较。

寻得节省操作动力成本之方案，并利用此方案进一步探讨在高浓度与低浓度剂量分别的添加对于COD去除之影响。

结果显示在低剂量下以一次加药为最佳操作模式，而高剂量下以分批加药为最佳操作模式。

另外，本研究分析单位废水所需加药成本，以提供厂商场内改善及未来增设新单元考量之依据。

关键词：

Fenton程序、PCB电路版製程废水、COD、试剂添加方式

前言

印刷电路版（PrintedCircuitBoard，PCB）主要由铜箔、油墨、乾膜、硫酸、氢氧化钠、纯锡六种主要原料合成，其中含有高浓度的金属离子及有机污染物质，若未妥善处理，常会造成放流水COD过高，对环境造成极为严重的污染。

Fenton程序为高级氧化处理程序之一，原理系以H2O2与Fe2+在酸性条件下，产生氢氧自由基，氧化废水中有机物质，以及亚铁离子所具有之混凝沉淀效应来去除废水中之悬浮固体，以达到COD去除效果。

在文献中得知（罗，1994）

（1）若在强酸性条件下将H2O2加入含有机物及Fe2+废水溶液中，Fenton试剂结合过渡金属和过氧化氢反应产生过氧羥自由基（．HOO）及羥自由基（．HO），则将产生复杂的氧化还原反应。

而对于废水中的金属离子，可使用中和沉降法、离子交换法、重金属捕集剂等方式处理。

但多半採取化学混凝沉淀方式，亦即使产生氢氧化物的沉淀，将其去除。

近年来国内用Fenton法处理废水案例有很多，PVA与染料合成废水（康等，1992）

（2）及含酚废水等。

Fenton处理之应用范围非常多，如张氏（3）以反应时间操作方式对Fenton-微过滤系统处理丙烯溶液效率之影响中发现，不论pH=3或pH=4时，均可降低水样中的丙烯脂浓度。

Fenton处理法中也常利用不同的操作程序步骤来达到最佳之处理效果，如林氏（4）针对处理后废水之COD比较不同操作单元程序之每一时段及最终处理效果。

李氏（5）应用Fenton法氧化比水重非水相之三氯乙烯（TrichloroethyleneDenseNonAqueousPhaseLiquid，TCEDNAPL）可得知，处理溶解相中不同浓度之TCE，其pH控制在7.1，Fe2+=2.0mM、H2O2=588.2mM下，Fenton试剂可氧化溶解相之TCE水溶液，且在一小时内皆可氧化完毕。

另有学者研究指出（6），pH=3时，此时对石化废水混凝与氧化之整体作用发挥最佳，得到较高之COD去除率，且Fenton氧化处理石化废水之反应时间极短，约在5~10min即可完成，但因反应时间过短会造成混凝之效果较差，因此反应时间在30min以上可得较佳的处理成效。

本研究针对实厂PCB电路版酸性废水，利用瓶杯试验寻求于Fenton法中最适之pH、H2O2/Fe2+加剂量与药剂成本分析，提供厂商场内改善及未来增设新单元考量之依据。

材料及方法

一、废水来源与性质

本研究废水採用桃园某电子厂未处理之酸性进流废水，表1为此研究之废水性质参数范围：

水质参数  

数值范围

COD（mg/l）  

600~1300 

pH  

2~4 

二、分析项目

1.pH：

玻璃电极法（SuntexSC-170）。

2.化学需氧量（COD）：

密闭回流滴定法（NIEAW517.50）。

三、实验方法

1.Fenton法之最佳反应操作方法

本研究以瓶杯试验机进行之，反应过程中控制pH=2，实验方法先固定H2O2剂量比5000mg/l寻求Fe2+在300、500、600、1500 mg/l之最佳剂量比，再以求得之Fe2+剂量为固定剂量，寻求H2O2在100、500、1000、5000mg/l最佳剂量比，可得知最佳剂量比之后，再进一步固定过氧化氢最佳剂量，降低Fe2+最佳剂量（50、200及300mg/l），探讨最低成本操作，综合以上方法以求得之最佳Fenton试剂。

2.七种方案之方法及流程

由上述所求得最佳Fenton试剂之结果进行七种不同操作方案，利用不同操作方案对COD去除率之影响进行比较，其详细程序流程如图1表示，其七种操作方案分别如下表示：

（反应条件控制pH=2、H2O2浓度100mg/l，Fe2+浓度200mg/l条件下进行） 

方案A：

同时快混30min沉淀30min。

方案B：

同时快混60min沉淀30min。

方案C：

同时快混90min沉淀30min。

方案D：

快混2min慢混28min沉淀30min。

方案E：

先H2O2浓度100mg/l一次加入，Fe2+浓度200 mg/l分三个时段逐步加入（每间隔10 min加入Fe2+浓度66.6mg/l），经快混2min后，持续慢混。

方案F：

先Fe2+浓度200mg/l全加，H2O2浓度100mg/l再分三个时段将H2O2逐步加入（每间隔10min加入H2O2浓度33.3mg/l），经快混2min后，持续慢混。

方案G：

分三个时段逐步加入H2O2及Fe2+（每间隔10min加入H2O2浓度33.3mg/l、Fe2+浓度66.6mg/l）快混2min后，持续慢混。

结果与讨论

一、最适pH及H2O2/Fe2+剂量比初步设定H2O2/Fe2+剂量比为5000 mg/l/3000mg/l，改变初始pH为1.3、2、2.5、3及3.5，探讨在固定H2O2/Fe2+剂量下，pH对于COD去除之影响，其结果由图2所示，得知pH值不论是1.3、2、2.5、3及3.5时，去除率皆为80%以上，其不同pH控制下去除率并无明显差别，且实场废水pH值原为2，故为了配合厂商经济成本需求，不需再调整pH值，故选pH=2为本研究之控制参数，并进一步寻求H2O2/Fe2+最适剂量比。

由上述已得知pH=2为本研究之控制参数，进一步求取最适H2O2/Fe2+剂量比。

寻求最适剂量比之实验，固定条件为pH=2，H2O2为5000 mg/l，改变Fe2+剂量为300、500、600及1500 mg/l，探讨在不同Fe2+剂量下对COD之去除影响，由图3可观察到对于COD去除率都在87~89%之间，去除效果没有很明显之变化，由此可知，Fe2+浓度之改变对于Fenton反应并非为主要因素。

而为了配合厂商成本方面之需求，选用Fe2+为300mg/l加药量，所以综合以上述结果得知，本研究Fe2+=300mg/l为最适加药量，并以此剂量进行下一步骤求得H2O2加药量。

图2不同pH值对COD去除率之影响

图3固定H2O2剂量改变Fe2+剂量对COD去除的影响

上述结果可以得知最适Fe2+加药量为300mg/l，改变不同H2O2浓度为100mg/l、500mg/l、1000mg/l及5000mg/l寻求最佳H2O2剂量，其结果由图4中得知，提高H2O2浓度有助于氢氧自由基（．OH）的产生，加速污染物分解，可观察到COD去除率随H2O2浓度增加而递增，但厂商本身厂区已具有生物处理程序，基于经济成本考量，本研究Fenton法只需将COD去除至50%以上以利后续生物处理，故选定H2O2最适剂量为100mg/l。

由图3、图4及上述结果整理得知，H2O2/Fe2+=100 mg/l / 300mg/l为最适剂量，再进一步改变Fe2+剂量为50、200及300mg/l，探讨是否能再降低Fe2+添加剂量之成本，由图5可观察到Fe2+剂量在300mg/l及200mg/l时去除效率是无明显差异，但Fe2+剂量降为50mg/l时，其COD去除率却降为44%，所以得知可将Fe2+剂量由原本的300 mg/l降为200 mg/l，降低操作成本。

综合以上结果得知，本研究H2O2=100mg/l，Fe2+=200mg/l时，为Fenton法处理本厂废水PCB最佳剂量比。

图4 固定Fe2+剂量（300mg/l）改变H2O2剂量对COD去除的影响

图5 固定H2O2剂量（100mg/l）改变Fe2+剂量对COD去除的影响

 二、七种方案之COD去除率之比较

由上述实验得知之最适剂量H2O2/Fe2+为100mg/l/200mg/l，控制pＨ=2进行操作条件之改变，方案A、B、C及D为同时加入H2O2与Fe2+,其方案A、B、C及D反应时间各为快混30min沉淀30min、快混60min沉淀30min、快混90 min沉淀30min及快混2 min慢混28 min沉淀30 min，探讨不同操作对COD去除率之影响，由图6发现到方案A、B、C只有快混而没有慢混情形下，COD去除率效果，都在60~62%，而方案D发现到COD去除率为57%，其方案A、B、C及D之COD去除效果相差无几，但考量厂区操作成本，快混所需动力较慢混为高，因此选择方案D为最适操作模式。

在已知方案D为最适操作模式下，进行低浓度（H2O2/Fe2+为100mg/l/200mg/l）剂量分批加药实验，并由方案D、E、F、G来比较，方案D全部一次加入H2O2/Fe2+药剂量，方案E为H2O2全加，Fe2+每隔10min分三次加入，F为Fe2+全加，H2O2每隔10min分三次加入，G为H2O2/Fe2+每隔10min分三次同时加入。

结果如图7所示得知在低浓度H2O2/Fe2+剂量下D、E、F、G之COD去除效果在50%~57%之间，表示全部一次加入剂量较分批三次加入剂量之全程操作控制简单，故在低浓度H2O2/Fe2+剂量下以方案D为最适操作方案。

图6 低浓度H2O2/Fe2+剂量一次全部添加对COD去除率影响

图7 低浓度H2O2/Fe2+剂量不同添加方式对COD去除率影响

注：

A为快混30min沉淀30min、B为快混60min沉淀30min、C为快混90min沉淀30min、D为快混2min慢混28min沉淀30min。

D为全部加入H2O2 /Fe2+药剂量、E为H2O2全加，Fe2+每隔10min三次加入、F为Fe2+全加，H2O2每隔10min分三次加入、G为H2O2/ Fe2+每隔10min分三次同时加入。

由上述方案D、E、F、G同样操作条件下，以高剂量（H2O2浓度5000mg/l，Fe2+浓度3000mg/l）来进行实验，其结果由图8所示得知COD去除率达68%~84%，尤以方案G之去除效率为佳。

进一步与低剂量H2O2/Fe2+添加之结果比较，得知于高剂量时，COD去除效果以H2O2/Fe2+每隔10min分三次同时加入为最适（方案G），另于低剂量时，COD去除效果以H2O2/Fe2+同时加入为最适（方案D）。

再由上述低剂量（H2O2/Fe2+为100mg/l/200mg/l）之最适添加条件进行COD残余浓度趋势之探讨，经由每隔5min採样过滤及分析，结果得知0~5min反应速率为最快，在5min之内达到32%去除效果，后随之持续而平趋势，如图9所示。

就整体COD残余率结果比较为0~5min（32%）>5~10min（5%）>10~15min（4%）>15~20min（5%）>20~25min（8%）>25~30min（0%）。

图8 高浓度H2O2/Fe2+剂量不同添加方式对COD去除率影响

图9 最适低剂量H2O2/Fe2+添加对COD之残餘量变化

注：

D为全部加入H2O2/Fe2+药剂量、E为H2O2全加，Fe2+每隔10 min分三次加入、F为Fe2+全加，H2O2每隔10min分三次加入、G为H2O2/Fe2+每隔10min分三次同时加入。

综合以上结果得知，最适Fenton操作条件为pH=2、H2O2浓度为100mg/l、Fe2+浓度200mg/l，操作模式为药剂为一次全部加入进行快混2min慢混28min沉淀30min之操作。

三、处理系统运转操作费用

本研究以Fenton法处理PCB电路版未处理高浓度酸性废水，配合厂内扩建或改善及厂方经济成本需求考量，设计一Fenton程序之反应槽体积规格及药品费与各加药量成本，如表2、表3及表4所示，表2为槽体积之设计（2×2×4 m3），表3为每立方公尺过氧化氢与硫酸亚铁之费用，表4为各剂量浓度加药量成本，由于流量为2880m3/day可换算出每天所需H2O2/Fe2+剂量比之添加成本，在耗费最少操作成本下，能获得最适去除效果，有高浓度酸性废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似废水处理经验的企业。

结论

1.H2O2浓度100mg/l，Fe2+浓度200mg/l为Fenton法处理PCB电路版高浓度酸性废水之最适剂量。

2.七种方案中，以方案D全部一次加入H2O2/Fe2+剂量，持续慢混为最佳操作程序。

3.以方案E、F、G及方案D来比较，全部一次加入H2O2/Fe2+剂量比分批加入H2O2/Fe2+剂量可以省去全程操作程序。

4.低剂量比（H2O2浓度100 mg/l，Fe2+浓度200mg/l）以全部一次加入药剂量为COD去除效果最佳。

高剂量（H2O2浓度5000mg/l，Fe2+浓度3000mg/l）则以分批加入药剂量为COD去除效果最佳。

5.就整体COD反应时间0~5min反应速率最快，5min内达32%去除效果。

6.本研究之结果可提供厂商场内改善及未来增设新单元考量之依据。

参考文献

1.罗兆棋，“整顿废水之芬顿、泡沫分离处理法之研究”，元智大学化学工程学系，硕士论文，中壢，1994。

2.康世芳、林宜宏、庄壁全，“Fenton法处理染整废水难分解性有机物之研究”，第十七届废水处理技术研讨会论文集，1992。

3.Chang,C.Y.,Chen,S.H.,Chang,J.S.andWang,C.C., “TheremovalofAcrylonitrilefromaqueoussolutionbyFenton’sreagentandmembranefiltration”,WaterScienceandTechnology,vol.41,No.10-11,pp.143-148,2000.

4.林曜文、张家源、陈煜斌，程序组合与操作方法对Fenton-微过滤程序处理ABS製程废水之影响，第28期嘉南学报，第174-185页，2002。

5.李尚璋，Fenton法氧化TCEDNAPL之探讨，屏东科技大学环境工程与科学系硕士论文，2000。

6.高思怀、孙亚瑋，Fenton法与活性碳配合于石化废水处理之研究，第二十四届废水处理技术研讨会论文集，第245-252页，1999。

作者：

张家源张清安陈名震林陈彦