本發(fā)明屬于水處理領域，并且更具體地涉及一種電路板組裝件清洗廢液的水處理方法及系統(tǒng)。

背景技術：

近年來，隨著通信產業(yè)的不斷發(fā)展，印制電路板組裝件的各種可靠性的需求也隨之相應提高。高可靠性印制電路板組裝件在焊接過程中通常需要采用特定的助焊劑并且在焊接成型之后進行清洗。對于目前的清洗工藝，清洗電路板組裝件之后的清洗廢液一般沒有統(tǒng)一的處置方法，清洗廢液中含有很多對環(huán)境有危害的成分，處理不當就會對周圍的土壤、水源等造成污染。在電路板組裝件的生產過程中，會用到多種化工原料，因而產生的廢液種類繁多，成分復雜，含有不同性質的污染物，有重金屬化合物，也有合成高分子有機物及各種有機添加劑。其中重金屬污染物主要為Cu、Pb等。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠對電路板組裝件清洗廢液進行有效處理的水處理方法及系統(tǒng)，從而避免電路板組裝件清洗廢液對環(huán)境造成污染。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種電路板組裝件清洗廢液的水處理方法，該方法包括下列步驟：

1)收集電路板組裝件清洗廢液；

2)采用硅藻土對收集到的電路板組裝件清洗廢液進行初步處理，并且將經(jīng)過處理的清洗廢液中的可回收的有效成分、無用成分和部分難以回收的有效成分分離出來；

3)回收分離出來的可回收的有效成分并對其進行適當處理以使其用于清洗電路板組裝件的清洗液；

4)采用電化學氧化法對分離出來的無用成分和部分難以回收的有效成分進行處理，以解離其中的難以降解的雜質有機成分；

5)采用過濾凈化法對經(jīng)過步驟4)處理的清洗廢液進行進一步處理，以進一步吸附過濾清洗廢液中的雜質成分；

6)對經(jīng)過步驟5)處理的清洗廢液進行消毒和中和處理以使其達到排放標準；

7)排出符合排放標準(GB 8978-1996中有關三級排放標準)的廢液。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，步驟2)中所使用的硅藻土是利用高溫燒結和控制pH的方法改性的硅藻土。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，改性硅藻土的具體方法如下：將硅藻土置于容器中，用酸溶液浸泡，加熱至微沸并加水保持原液面0.5-2h，冷卻后過濾，用去離子水漂洗至pH值為接近中性，烘干研磨后將硅藻土在400-600℃下焙燒1-3h。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟2)中，加入稀硫酸，一方面調節(jié)有機液體的酸堿度，另一方面使其中的鉛雜質元素沉淀。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟3)中，分離出來的可回收的有效成分通過添加純清洗液和純水配置到清洗電路板組裝件所需的預定清洗液濃度之后用于電路板組裝件的清洗。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟6)中，采用紫外燈對清洗廢液進行消毒并且采用酸溶液將其pH調節(jié)到接近中性從而使其達到排放標準。

根據(jù)本發(fā)明，還提供一種電路板組裝件清洗廢液的水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：電路板組裝件清洗單元、電路板組裝件清洗廢液收集單元、硅藻土吸附回收和預沉淀單元、電化學處理單元、過濾與膜凈化單元、終端消毒中和單元。其中，電路板組裝件清洗廢液收集單元用于收集電路板組裝件清洗廢液，其與電路板組裝件清洗單元和硅藻土吸附回收和預沉淀單元流體連接；硅藻土吸附回收和預沉淀單元用于對收集到的電路板組裝件清洗廢液進行硅藻土物理吸附沉降處理并且將經(jīng)過處理的清洗廢液中的可回收的有效成分、無用成分和部分難以回收的有效成分分離出來，可回收的有效成分經(jīng)過處理后被提供至電路板組裝件清洗單元，用于清洗電路板組裝件，無用成分和部分難以回收的有效成分被依次提供至流體連接的電化學處理單元、過濾與膜凈化單元、終端消毒中和單元，經(jīng)過處理之后最終達到排放標準而排出。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，硅藻土吸附回收和預沉淀單元包括容器、攪拌槳、進液管、第一出液管、第二出液管和硅藻土。其中，攪拌槳位于容器的內部中央，與驅動裝置相連；進液管位于容器上方，與電路板組裝件清洗廢液收集單元流體連接，以便于加入清洗廢液；第一出液管和第二出液管分別用于分離經(jīng)過處理之后位于容器不同位置處的液體；硅藻土位于容器中，

其中第一出液管一端位于容器側壁的一定高度處或從容器上方插入到容器中的一定高度處，用于抽取無用成分和部分難以回收的有效成分，第二出液管一端被設置在靠近容器的底部的側壁上，位于第一出液管下方一定位置處，用于抽取可回收的有效成分。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，硅藻土吸附回收和預沉淀單元還包括位于容器上方的加藥裝置，以用于加入硅藻土、稀硫酸和絮凝劑。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，硅藻土吸附回收和預沉淀單元中的硅藻土是經(jīng)過控制pH和高溫燒結改性的硅藻土。

本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法及系統(tǒng)能夠對電路板組裝件清洗廢液進行有效處理，一方面回收清洗廢液中的有效成分，另一方面使無用成分和部分難以回收的有效成分中的雜質成分有所分解沉降，最終達到使之達到污水排放標準。另外，本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法及系統(tǒng)簡單、高效、成本較低、處理效果好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法的示意性流程圖。

圖2是硅藻土的掃描電鏡照片。

圖3a和3b分別是清洗液體((a)未使用的純清洗液、(b)用硅藻土處理之前的清洗廢液和(c)用硅藻土處理之后回收的清洗液)的紫外、紅外譜圖。

圖4是本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理系統(tǒng)的示意圖。

圖5a和5b是硅藻土吸附回收和預沉淀單元的兩個示意圖。

具體實施方式

應當理解，在示例性實施例中所示的本發(fā)明的實施例僅是說明性的。雖然在本發(fā)明中僅對少數(shù)實施例進行了詳細描述，但本領域技術人員很容易領會在未實質脫離本發(fā)明主題的教導的情況下，多種修改是可行的。相應地，所有這樣的修改都應當被包括在本發(fā)明的范圍內。在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，可以對以下示例性實施例的設計、操作條件和參數(shù)等做出其他的替換、修改、變化和刪減。

下面參照圖1描述本發(fā)明提供的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法。

在步驟1中，收集電路板組裝件清洗廢液。

在步驟2中，采用硅藻土物理吸附沉降循環(huán)回收法對收集到的電路板組裝件清洗廢液進行初步處理，并且將經(jīng)過處理的清洗廢液中的可回收的有效成分與無用成分和部分難以回收的有效成分分離出來。硅藻土由古生物的壁殼組成，壁殼上有大量多級有序排列的微孔，如圖2所示。由于硅藻土的表面活性特別大，采用其對清洗廢液進行吸附可以使其中部分有機物和懸浮顆粒沉降達到凈化清洗廢液的目的。采用硅藻土對收集到的電路板組裝件清洗廢液進行初步處理的具體過程如下：將硅藻土置于收集到的電路板組裝件清洗廢液中，經(jīng)過攪拌一段時間之后，加入絮凝劑(例如，硫酸鋁或聚合氯化鋁)進行沉淀富集，靜置后清洗廢液呈現(xiàn)分層現(xiàn)象：最下層為沉降污泥層、中間層為有效成分層(該層包含與清洗液相同的有效成分，以下通過實驗來證明)，最上層為無用成分層(助焊劑松香殘留層)。其中沉降污泥層棄之不要，部分中間層可以回收再利用。分別將可回收的有效成分(部分中間層)、無用成分(最上層)和部分難以回收的有效成分(部分中間層)分離出來?？梢韵瘸槿∥挥谏戏降臒o用成分(最上層)和部分難以回收的有效成分(部分中間層)，然后抽取中間的可回收的有效成分(部分中間層)。

在步驟3中，回收分離出來的可回收的有效成分并對其進行適當處理以使其再次用于清洗電路板組裝件。具體為：分離出來的可回收的有效成分(部分中間層)可以通過添加純清洗液和純水配置到清洗電路板組裝件所需的預定清洗液濃度之后用于電路板組裝件的清洗。

在步驟4中，采用電化學氧化法對分離出來的無用成分和部分難以回收的有效成分進行處理，以解離其中的難以降解的雜質有機成分。具體為：將分離出來的無用成分(最上層)和部分難以回收的有效成分(部分中間層)通過防腐提升泵輸送到高低電位芬頓催化氧化系統(tǒng)進行電解處理，電解過程一般為1～3小時左右。

在步驟5中，采用過濾凈化法對經(jīng)過步驟4處理的清洗廢液進行進一步處理，以進一步吸附過濾清洗廢液中的雜質成分。經(jīng)過步驟4處理的清洗廢液通過提升泵進入吸附過濾裝置再通過提升泵輸送到膜過濾裝置進行凈化。

在步驟6中，對經(jīng)過步驟5處理的清洗廢液進行消毒和中和處理以使其達到排放標準。具體為：采用紫外燈對其進行消毒，并且采用酸溶液將其pH調節(jié)到接近中性(pH為7左右)。

在步驟7中，排出符合污水排放標準(GB 8978-1996中有關三級排放標準)的廢液。

在本發(fā)明的上述技術方案中，步驟2中所使用的硅藻土是利用高溫燒結和控制pH的方法改性的硅藻土。對硅藻土進行改性使得硅藻土的多孔組織進行重構，比表面積增加，從而使得其吸附效果進一步加強。改性硅藻土的具體方法如下：將硅藻土置于容器中，用酸溶液(稀硫酸、稀硝酸、稀鹽酸等)浸泡，將酸溶液與硅藻土的混合物加熱至微沸并加水保持原液面一定時間(0.5-2h，優(yōu)選為1h)，冷卻后過濾，用去離子水漂洗至pH值為接近中性(pH為6-7)，烘干研磨后將硅藻土置于馬福爐中在一定溫度(400-600℃，優(yōu)選為500℃)下焙燒一定時間(1-3h，優(yōu)選為2h)。相關測試的結果表明，經(jīng)過上述改性方法改性后的硅藻土比表面積增加一倍多。

下面進一步結合具體實施例來說明改性硅藻土的具體方法。

實施例一

將硅藻土置于燒杯中，用稀鹽酸浸泡，加熱至微沸并加水保持原液面1h，冷卻后過濾，用去離子水漂洗至pH值為接近中性(pH為6-7)，烘干研磨后將硅藻土置于馬福爐中500℃焙燒2h。

實施例二

將硅藻土置于燒杯中，用稀硫酸浸泡，加熱至微沸并加水保持原液面0.5h，冷卻后過濾，用去離子水漂洗至pH值為接近中性(pH為6-7)，烘干研磨后將硅藻土置于馬福爐中400℃焙燒1h。

實施例三

將硅藻土置于燒杯中，用稀硝酸浸泡，加熱至微沸并加水保持原液面2h，冷卻后過濾，用去離子水漂洗至pH值為接近中性(pH為6-7)，烘干研磨后將硅藻土置于馬福爐中600℃焙燒3h。

在上述步驟2采用改性的硅藻土對清洗廢液進行吸附處理時可以加入稀硫酸，一方面調節(jié)有機液體的酸堿度，另一方面可以使其中的鉛雜質元素沉淀。需要指出的是，加入稀硫酸并不是必須的，如果在改性硅藻土的過程中使用稀硫酸來控制pH，則采用這種改性后的硅藻土對清洗廢液進行吸附處理時也可以不加稀硫酸，這是由于改性后的硅藻土存在殘留的硫酸根離子，同樣也可以實現(xiàn)使鉛雜質元素沉淀的效果。

為了證明經(jīng)過硅藻土處理后的清洗廢液中存在可回收用作清洗電路板組裝件的清洗液的有效成分，對未使用的純清洗液、用硅藻土處理之前的清洗廢液和用硅藻土處理之后回收的清洗液進行了紫外光譜與紅外光譜分析，結果見圖3a和3b。在圖3a的紫外譜圖中，295nm處的峰所代表的是反式均二苯氯代乙烯，230nm處的峰為苯胺，204nm處的峰為乙酰乙酸乙酯。在圖3b的紅外譜圖中，相應的峰位對應的有機官能團分別是：3400cm^-1為-OH的伸縮振動峰，1658cm^-1為羰基伸展酰胺(-CH₂-CONH₂)的伸縮振動峰，1574cm^-1為C＝N的伸縮振動峰等等。分析紫外與紅外譜圖可知，未使用的純清洗液和用硅藻土處理之后回收的清洗液的譜圖基本一致，這說明清洗液在使用后其中的有效成分還有部分殘余，這部分清洗液可以進行回收再利用。

測定pH可知未使用的純清洗液的pH為11.80，清洗電路板組裝件后的清洗廢液的pH為10.93。一般在使用有機清洗液時，清洗液濃度在20％左右，經(jīng)過一個生產周期長時間清洗后經(jīng)測試濃度在10％左右。經(jīng)過硅藻土處理之后回收的清洗廢液，觀察可知色度下降，透明度加大，測試后濃度為8％，pH為10.22。將回收后的清洗液添加純清洗液和純水配置到一定比例后，進行電路板組裝件的清洗，清洗后的電路板組裝件按GB4677-2002的標準進行表面離子污染測試后符合GJB5807-2006標準的軍用高可靠性要求。

為了說明本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法的處理效果，對電路板組裝件清洗廢液、經(jīng)過硅藻土處理后回收的清洗液以及經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后的最終得到的清洗廢液的各項指標參數(shù)進行了測試，包括pH、COD(化學需氧量)、BOD(五日生化需氧量)、氨氮、以及重金屬Pb、Cu等，其結果見表1。

從表1中的數(shù)據(jù)可以知道：電路板組裝件清洗廢液中氨氮指標符合國家水質標準(標準號GB 8978-1996，氨氮指標的標準為≤25mg/L)，重金屬離子銅與鉛都是超標的(標準號GB 8978-1996，重金屬離子銅與鉛的標準分別為≤2.0mg/L和≤1.0mg/L)；經(jīng)過改性硅藻土處理后清洗液的重金屬離子指標下降并且已經(jīng)達標，有機物的指標COD、BOD含量高(這與前面分析的處理前后的清洗液與未使用的純清洗液的紅外與紫外譜峰的結果一致)；本發(fā)明的方法處理后的最終排放的清洗廢液的各項指標均符合污水綜合排放標準(標準號GB 8978-1996)。

表1電路板組裝件清洗廢液水質檢測指標項目表

下面參照圖4描述本發(fā)提供的電路板組裝件清洗廢液的水處理系統(tǒng)。

電路板組裝件清洗廢液的水處理系統(tǒng)包含電路板組裝件清洗單元1、電路板組裝件清洗廢液收集單元2、硅藻土吸附回收和預沉淀單元3、電化學處理單元4、過濾與膜凈化單元5、終端消毒中和單元6。

電路板組裝件清洗廢液收集單元2用于收集電路板組裝件清洗廢液，與電路板組裝件清洗單元1和硅藻土吸附回收和預沉淀單元3流體連接。硅藻土吸附回收和預沉淀單元3用于對收集到的電路板組裝件清洗廢液進行硅藻土物理吸附沉降處理并且將經(jīng)過處理的清洗廢液中的可以回收的有效成分與無用成分和部分難以回收的有效成分分離出來，可以回收的有效成分被流體連接至電路板組裝件清洗單元1，經(jīng)過回收處理后用于清洗電路板組裝件，無用成分和部分難以回收的有效成分被提供至依次流體連接的電化學處理單元4、過濾與膜凈化單元5、終端消毒中和單元6處理之后最終達到排放標準而排出。

圖5a和5b示出了硅藻土吸附回收和預沉淀單元3的詳細示意圖。如圖所示，硅藻土吸附回收和預沉淀單元3包括容器31、攪拌槳32、進液管33、第一出液管34、第二出液管35和硅藻土(未示出)。其中攪拌槳32位于容器31的內部中央，與驅動裝置(未示出)相連；進液管33位于容器31上方，與電路板組裝件清洗廢液收集單元2流體連接，以便于加入清洗廢液；出液管34和35用于分離經(jīng)過處理之后位于容器31不同位置處的液體；硅藻土位于容器31中。

硅藻土吸附回收和預沉淀單元3的工作過程如下：進入硅藻土吸附回收和預沉淀單元3的電路板組裝件清洗廢液經(jīng)過攪拌靜置后呈現(xiàn)分層現(xiàn)象：最下層為沉降污泥層c、中間層為有效成分層b(包含與清洗液相同的有效組分)、最上層為無用成分層(助焊劑松香殘留層)a。先通過出液管34將部分有效成分層(部分b層)和無用成分層(a層)分離出來，然后依次進入電化學處理單元4、過濾與膜凈化單元5、終端消毒中和單元6，經(jīng)過處理之后排出。然后通過出液管35將部分有效成分層(部分b層)分離出來，然后對其進行處理(通過添加純清洗液和純水配置到清洗電路板組裝件所需的預定清洗液濃度)后進入電路板組裝件清洗單元1再次使用。最后容器底部的沉降污泥層c可定期刮取出來。從圖5a和5b中，可以看到，出液管34的設置位置有所差異。在圖5a中，出液管34的一端設置在容器31側壁的一定高度處，用于抽取無用成分和部分難以回收的有效成分。該位置可以根據(jù)無用成分層(a)占容器的體積來設置。例如，在一個具體實施例中，由于油性物質(即，a層無用成分)本身比較少，基本約占容器體積的五分之一，所以出液管34可以設置在容器三分之一高度處以便于實現(xiàn)分離部分有效成分層(部分b層)和無用成分層(a層)的目的。在圖5b中，出液管34的一端從容器31上方插入到容器中的一定高度處，其在容器中的具體位置可以根據(jù)具體需要進行調節(jié)以便于實現(xiàn)分離部分有效成分層(部分b層)和無用成分層(a層)的目的。

在圖5a和5b中，出液管35均設置在靠近容器31的底部的側壁上，出液管35的一端位于出液管34靠近容器的管口下方一定距離處。

硅藻土吸附回收和預沉淀單元3還可以可選擇地設置位于容器上方的加藥裝置，以用于在處理期間加入硅藻土、稀硫酸(一方面調節(jié)有機液體的酸堿度，另一方面可以使其中的鉛雜質元素沉淀)和絮凝劑。

硅藻土吸附回收和預沉淀單元3中使用的硅藻土是經(jīng)過控制pH和高溫燒結改性的硅藻土。

電化學處理單元4包含高低電位芬頓催化氧化處理裝置，以通過芬頓高級電氧化法產生的具有高活性的羥基自由基來氧化分解清洗廢液中的有機雜質成分，使其降解成小分子的物質，降低COD、BOD。

過濾與膜凈化單元5進一步包含由含卵石層9、蛭石層10、石英砂層11組成的三級過濾層和聚丙烯膜8凈化系統(tǒng)，以吸附電解后廢液中的雜質成分。

終端消毒中和單元6進一步包含終端PH調節(jié)裝置和多程消毒裝置，以采用紫外燈對廢液進行消毒并且采用酸溶液(稀硫酸、檸檬酸、稀鹽酸等)將廢液pH調節(jié)到接近中性(pH為7左右)。

經(jīng)過終端消毒中和單元6的清洗廢液已達到國家污水排放標準，通過合格水出口7排出。

本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法及系統(tǒng)能夠對電路板組裝件清洗廢液進行有效處理，一方面回收清洗廢液中的部分有效成分，另一方面使無用成分和部分難以回收的有效成分中的雜質成分有所分解沉降，最終達到使之達到污水排放標準。另外，本發(fā)明的電路板組裝件清洗廢液的水處理方法及系統(tǒng)簡單、高效、成本較低、處理效果好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明權利要求的保護范圍當中。