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pcb脱膜显影废液预处理工艺研究

PCB脱膜显影废液预处理工艺研究

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作者：胡永雄湘潭大学

学位级别：硕士

2019年中国的印制电路板(pcb)产值为329亿美元,继续稳居世界第一且有逐年上升的趋势。pcb制作过程中会产生高有机污染浓度的脱膜显影废液,其污染物组成复杂、COD和TN浓度高、毒性强,若不经预处理,会严重影响后续水处理系统的稳定性,相... 详细信息

2019年中国的印制电路板(pcb)产值为329亿美元,继续稳居世界第一且有逐年上升的趋势。pcb制作过程中会产生高有机污染浓度的脱膜显影废液,其污染物组成复杂、COD和TN浓度高、毒性强,若不经预处理,会严重影响后续水处理系统的稳定性,相关企业通常将该类废液委托给危废品处理公司处理,但成本高昂。本论文通过因素优化实验先后探究了混凝、过硫酸盐氧化、水解酸化/厌氧/好氧生物处理对实际脱膜显影废液的处理效果,并借助紫外扫描、三维荧光、GC-MS检测技术、高通量测序等手段分析了废液中有机污染成分的转变情况及生物系统中微生物菌群的演替情况,在此基础上,进一步研究了该组合工艺在实际pcb脱膜显影废液处理工程项目中的应用,得到了以下研究结果。(1)混凝沉淀+过硫酸盐氧化能有效的降解废水中的有机物,COD、TN和色度的去除率分别为42.0%、27.7%和80.6%,B/C值提高到0.33。紫外扫描图谱显示代表苯环结构的吸光度值下降了65.2%,三维荧光图谱显示代表类富里酸酸有机物质的荧光峰强度减弱了42.5%,验证了物化处理的实际效果。GC-MS结果显示苯并三氮唑(BTA,CHN)为特征有机污染物,在废水中占比从45.32%降低至28.23%。(2)针对物化处理后的实际废液,在最优条件下,水解酸化生物法的COD和TN去除率分别为33.8%和25.5%,厌氧生物法的COD和TN去除率分别为23.1%和17.4%,好氧生物法的COD去除率为38.8%,三维荧光图谱显示废水中代表含苯环类蛋白类的荧光峰强度分别减弱了25.8%、22.1%和36.5%,GC-MS结果显示经生物组合工艺处理后废液中的BTA占比下降至13.22%,烷烃类有机物占比上升至73.57%,进一步降低了废水的后续处理难度。(3)生物组合工艺中,厚壁菌门(Firmicutes)在水解/厌氧/好氧污泥中的相对丰度分别占比为62.57%、36.49%、34.48%,该菌种耐受性强,能有效降解碳水化合物,变形菌门(Proteobacteria)占比分别为18.63%、57.39%、9.06%,该类菌能够有效降解废水中的芳香族化合物,起到脱氮除磷的作用。在属类水平上,三种污泥中的乳杆菌属(Lactobacillus)和普氏菌属(Prevotella)为优势菌种,能将复杂的大分子有机物分解成小分子有机物。(4)基于试验结果,采用―混凝沉淀+过硫酸盐氧化+水解酸化+厌氧+好氧‖的组合工艺,设计建造了一个30m3/d的pcb脱膜显影废液预处理工程。当调节池进水COD和TN浓度均值分别为49500mg/L和2400mg/L,经过系统工艺的处理,去除率分别达到90%和82%,出水水质指标达到项目合同设计要求。

关键词： pcb脱膜显影废液物化处理生化处理组合处理工艺工程应用

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