1. 業界の背景とPCB排水の特徴

プリント基板の製造工程中 (プリント基板)、脱脂、エッチング、現像、電気めっき、ホールメタライゼーション、フィルム剥離などの複数の湿式プロセスが含まれます。各プロセスから発生する廃水には、さまざまな種類と濃度の汚染物質が含まれています。

一般にPCB排水には銅などの重金属イオンをはじめとするさまざまな汚染物質が含まれています。 (通常は50–150mg/L)、ニッケル (20–80mg/L)、クロム (10–50mg/L)、亜鉛、酸性およびアルカリ性の廃水。さらに、開発およびストリッピングプロセスからの廃水には高濃度の有機汚染物質が含まれており、COD レベルは 5,000 に達します。–20,000mg/L に加えて、生分解が難しい大量の耐火性有機化合物が含まれています。

適切な処理を行わずに排出されると、重金属は長期間にわたって水域や土壌に蓄積する可能性があります。これらの汚染物質は食物連鎖を通じて、最終的に人間の健康にリスクをもたらす可能性があります。そんな中、高い-高濃度の有機廃水は、受け入れ水の富栄養化を引き起こし、溶存酸素を消費し、水生生態系にダメージを与える可能性があります。 PCB 廃水処理の課題は、汚染物質の濃度が高いことだけではなく、汚染物質の形態の複雑さと多様性からも生じています。銅を例にとると、PCB 廃水には遊離銅イオンと錯体銅の両方が含まれる可能性があります。 (EDTAとアンモニアで形成された銅錯体など)。これら 2 つの形態は、まったく異なる治療メカニズムを必要とします。 遊離銅イオンは通常、pH 調整と沈殿によって除去できますが、錯体化した銅は沈殿前に脱錯体化プロセスを必要とします。複雑な構造を破壊しなければ、排出基準を満たすように重金属を効果的に除去することはできません。

2. 排水特性に基づく分類前処理システム

PCB 廃水は複雑であるため、業界で一般的に採用されているアプローチは、分類された廃水前処理システムを確立することです。 さまざまな廃水の特性に基づいて、PCB 廃水は一般に 3 つのカテゴリに分類されます。

カテゴリ 1: 錯化剤を含む重金属廃水

このタイプの廃水は主に、無電解銅めっきおよび無電解ニッケルめっきプロセスから発生します。以下のような安定した複合体が含まれています。

• EDTA-銅

• 酒石酸塩-銅

• アンモニア-銅

この廃水を処理するための鍵となる技術は複雑な分解です。 (脱複合体化)。

一般的な治療方法には次のようなものがあります。

硫化ナトリウム沈殿法

硫化物イオンは銅イオンと反応して、極めて不溶性の硫化銅の沈殿物を形成します。溶解度積定数 (KSP) 硫化銅のおおよその量は次のとおりです。

KSP = 6 × 10⁻³⁶

これにより、特定の錯化剤が存在する場合でも銅を除去できます。

フェントン酸化脱錯体法

酸性条件下では (pH3–4)、硫酸第一鉄と過酸化水素を添加し、酸化力の高いヒドロキシルラジカルを生成します。 (·OH、酸化電位2.80V)。

これらのヒドロキシルラジカルは有機錯体の分子構造を破壊し、錯体化した重金属を遊離イオンの形に放出します。

実際の工学用途では、安定した処理性能と制御可能な化学コストにより、フェントン酸化が広く使用されています。

一般的な動作条件には次のようなものがあります。

• pH:約3.5

• H₂O₂/鉄²⁺ モル比: 5:1

• 反応時間: 60–90分

カテゴリー 2: 高-濃縮有機性廃水

この廃水は主に現像およびストリッピングプロセスから発生します。大量の感光性材料、ドライフィルム残留物、インク、その他の高分子量有機物質が含まれています。

典型的な特徴は次のとおりです。

• COD濃度：5,000–20,000mg/L

• 生分解性が悪い

• BOD₅/COD比は通常0.2未満

この廃水は生分解性が低いため、生物処理システムに直接導入することができません。

一般的に使用される前処理方法は次のとおりです。

酸性化沈殿プロセス

廃水のpHを2に調整することで–3、高分子有機物質は溶解状態から懸濁粒子に変換されます。これらの粒子は溶解空気浮選によって除去されます。 (DAF) または沈殿。

酸沈殿処理後:

• CODは約1,000まで削減可能–2,000mg/L

• BOD₅/COD比率は0.3まで増加する可能性があります–0.4

処理された廃水は、その後の生物処理に適したものになります。

カテゴリ 3: 一般すすぎ排水

この廃水は主に、さまざまな生産プロセス後の洗浄タンクから発生します。

通常、次のものが含まれます。

• 低濃度の遊離重金属イオン

• 酸性物質とアルカリ性物質

簡単なpH調整と凝固後-沈殿処理後、その後の高度な処理システムまたは水再利用システムに入ることができます。

3. 一貫したPCB廃水処理プロセス

分類された前処理の後、均質化と流れのバランスをとるために、さまざまな廃水流が包括的な均等化タンクに収集されます。

主な治療プロセスには次のものが含まれます。

1. 凝集と沈降

次のような凝固剤:

• ポリ塩化アルミニウム (PAC)：50–150mg/L

• ポリアクリルアミド (パム)：2–5mg/L

懸濁粒子とコロイドのより大きなフロックへの凝集を促進するために添加されます。

生成されたフロックは次のように分離されます。

• 傾斜管沈殿槽

• 高-効率沈殿槽

一般的な設計パラメータ:

• 表面荷重率：0.8–1.2m³/(メートル²·h)

• 沈降時間: 2–3時間

2. 生物学的処理

以下の組み合わせ:

• 加水分解酸性化

• 接触酸化

が一般的に適用されます。

加水分解酸性化段階

大きな有機分子がより小さな分子に分解され、生分解性が向上します。

接触酸化ステージ

生物学的充填剤に付着した微生物は、生物学的酸化を通じて有機汚染物質を分解します。

一般的な設計パラメータ:

• COD体積負荷: 0.8–1.2kg/(メートル³·d)

• 油圧保持時間：12–16時間

3. 二次沈殿池

二次沈殿槽は以下を分離します。

• 剥離した生体膜

• 浮遊固体

生物処理排水から。

これらのプロセスを経て、処理水の水質は次のとおりになります。

• 代金引換 <100 mg/L

• 重金属イオン <0.5 mg/L

退院要件を満たしていること。

4. 水再利用技術ソリューション

現在の環境規制やコスト削減の要求を満足するには、排出基準を満たすだけでは不十分です。水の再利用は、PCB メーカーにとって環境パフォーマンスを向上させ、真水の消費量を削減するための重要な戦略となっています。 WTEYAの水再利用システムはデュアルを採用しています。-膜処理プロセスには次のものが含まれます。

限外濾過 (フロリダ州)

UF プロセスでは、次の範囲の細孔サイズの膜技術が使用されます。

0.01–0.1 μメートル

以下を効果的に除去します。

• 浮遊固体

• コロイド状物質

• 高分子有機化合物

処理水の品質は次のことを達成できます。

SDI < 3

その後の逆浸透処理に適した給水条件を提供します。

逆浸透 (ロ)

逆浸透膜の細孔サイズは以下のものより小さいです。

0.001 μメートル

RO システムは以下を効果的に除去できます。

• 溶解塩

• 重金属イオン

• 低分子有機化合物

脱塩速度は次のとおりです。

98以上%

生成された水は次のことを達成できます。

電気伝導率 >10 μS/センチメートル

回収した水はPCB製造工程で再利用できるため、外部の水資源への依存を減らし、排水排出量を削減できます。

5. MVR 廃液ゼロと固形廃棄物の削減

水再利用システムから生成される RO 濃縮物は、通常、およそ次の割合を占めます。

25%–35% 流入量の

この濃縮廃水には通常、次のものが含まれます。

• 塩分含有量が高い
(TDS: 5,000–15,000mg/L)

• COD濃度の上昇
(200–500mg/L)

RO 濃縮物は、塩分濃度と汚染物質の濃度が高いため、従来の生物学的プロセスでは効果的に処理できず、直接排出には適していません。 RO濃縮液などの高濃度用-濃度の高い排水流、WTEYA は MVR を適用 (機械的蒸気再圧縮) 高度な処理と資源回収を実現する蒸着技術。

MVR蒸着技術の動作原理

MVR テクノロジーの中心原理は、二次蒸気エネルギーのリサイクルに基づいています。

動作中:

1. 廃水を沸騰するまで加熱し、二次蒸気を発生させます。
2. 二次蒸気は圧縮機に入り、そこで断熱圧縮を受けます。

3. 圧縮後、蒸気の温度と圧力が上昇します。

   一般的な温度上昇:

8–12°C

4. 圧縮された蒸気はその後、継続的な蒸発のための熱源として蒸発器に戻されます。

従来のマルチとの比較-効果蒸発器、MVR システムはエネルギー消費を大幅に削減します。

通常、エネルギー消費量は次のとおりです。

1/5–1/従来のマルチの3-効果的な蒸発システム

消費電力はおよそ次のとおりです。

40–蒸発水1トン当たり70kWh

MVRゼロ液体吐出システムのメリット

MVR 蒸発により、水は廃水から蒸気として分離され、凝縮によって回収されます。

凝縮水は優れた品質を持っています。

• 電気伝導率 <50 μS/cm

次の目的で再利用できます。

• 冷却塔補給水

• 製造工程水

• その他の産業用途

一方、廃水中の溶解塩類や重金属は濃縮、結晶化して固体残渣を形成します。

最終的な固形廃棄物には次のような特徴があります。

水分含有量 <10%

これらの固体残留物は有害廃棄物規制に従って管理され、次の目的で資格のある有害廃棄物処理会社に移送されます。

• 資源回収

• 安全な廃棄

• 適合した埋め立て処理

6. 完全なPCB廃水処理とゼロ排出プロセス

上記の技術に基づいて、完全な PCB 廃水処理およびゼロ廃液システムは次のように要約できます。

原水 → 脱イオン水調製システム → DI濃縮物 → すすぎ排水 → 水再利用システム → MVR ゼロ液体排出システム → 社外固形廃棄物の処理

プロセスには次のものが含まれます。

脱イオン水調製システム

脱イオン水調製システムは、-PCB製造に必要な純水。 DI 水の製造中に生成された濃縮廃水は、さらなる処理のために水再利用システムに入ります。

分級すすぎ廃水処理

生産中に発生するさまざまなすすぎ廃水の流れは収集され、水再利用システムに入る前に分類された前処理プロセスを通じて処理されます。

水再利用システム

水再利用システムは、PCB 製造プロセスに戻すことができるリサイクル水を生成します。

RO処理で発生した濃縮廃水はMVR蒸発システムに送られます。

MVR ゼロ液体排出システム

MVR システムは、濃縮廃水から水を蒸発させて回収します。

回収された凝縮水は再利用できますが、残りの濃縮固体は収集され、適格な廃棄物処理ルートを通じて処理されます。

結論：

PCB 廃水処理は、以下を含む複数の分野が関与する包括的なエンジニアリング システムです。

• 化学処理

• 生物学的プロセス

• 膜分離

• 熱蒸着技術

原料の分離や化学的錯体化から生物学的分解、水の再利用、MVR の蒸発、固形廃棄物の削減に至るまで、各処理段階は環境コンプライアンスと資源効率の達成に重要な役割を果たします。

PCB メーカーにとって、適切な廃水処理ソリューションを選択するには、廃水の特性、生産プロセス、および排出要件を詳細に理解する必要があります。

先進的な処理技術を統合することで、企業は環境規制を満たすだけでなく、水資源の利用を最大化し、廃水排出量を削減し、持続可能かつゼロに向けて進むことができます。-液体-放電製造。

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