Hoe kan PCB-afvalwater voldoen aan de eisen voor lozing en onschadelijke behandeling?

28 Jul, 2026 10:48am

1. Industrieachtergrond en kenmerken van PCB-afvalwater

Tijdens het productieproces van printplaten (PCB's)Er zijn meerderenatte processen bij betrokken, waaronder ontvetten, etsen, ontwikkelen, galvaniseren, metalliseren van gaten en strippen van films. Afvalwater dat bij elk proces wordt gegenereerd, bevat verschillende soorten en concentraties verontreinigende stoffen.

Over het algemeen bevat PCB-afvalwater verschillende verontreinigingen, waaronder zware metaalionen zoals koper (doorgaans 50–150 mg/L),nikkel (20–80 mg/L), chroom (10–50 mg/L), zink, evenals zuur en alkalisch afvalwater. Bovendien bevat het afvalwater van ontwikkelings- en stripprocessen hoge concentraties organische verontreinigende stoffen, met CZV-niveaus die 5.000 bereiken.–20.000 mg/L, samen met grote hoeveelheden vuurvaste organische verbindingen die moeilijk biologisch afbreekbaar zijn.

Als zware metalen zonder de juiste behandeling worden geloosd, kunnen ze zich gedurende een lange periode in waterlichamen en de bodem ophopen. Via de voedselketen kunnen deze verontreinigende stoffen uiteindelijk risico's voor de menselijke gezondheid opleveren. Ondertussen hoog-De concentratie van organisch afvalwater kan eutrofiëring in de ontvangende wateren veroorzaken, opgeloste zuurstof verbruiken en aquatische ecosystemen beschadigen. De uitdaging bij de behandeling van PCB-afvalwater komtniet alleen voort uit de hoge concentraties verontreinigende stoffen, maar ook uit de complexiteit en diversiteit van vormen van verontreinigende stoffen. Als we koper als voorbeeldnemen, kan PCB-afvalwater zowel vrije koperionen als gecomplexeerd koper bevatten (zoals kopercomplexen gevormd met EDTA en ammoniak). Deze twee vormen vereisen totaal verschillende behandelingsmechanismen. Vrije koperionen kunnen gewoonlijk worden verwijderd door middel van pH-aanpassing en precipitatie, terwijl gecomplexeerd koper een decomplexatieproces vereist vóór precipitatie. Zonder de complexe structuur te doorbreken kunnen zware metalenniet effectief worden verwijderd om aan de lozingsnormen te voldoen.

2. Geclassificeerd voorbehandelingssysteem op basis van afvalwaterkenmerken

Vanwege de complexiteit van PCB-afvalwater is de algemeen aanvaarde aanpak in de industrie het opzetten van een geclassificeerd afvalwatervoorbehandelingssysteem. Op basis van de verschillende afvalwaterkenmerken wordt PCB-afvalwater over het algemeen onderverdeeld in drie categorieën:

Categorie 1: Zwaar metaalafvalwater dat complexvormers bevat

Dit type afvalwater is voornamelijk afkomstig van processen voor stroomloos koper- en stroomloos vernikkelen. Het bevat stabiele complexen zoals:

• EDTA-Cu

• Tartraat-Cu

• Ammoniak-Cu

De sleuteltechnologie voor de behandeling van dit afvalwater is complex breken (decomplexatie).

Veel voorkomende behandelmethoden zijn onder meer:

Natriumsulfideprecipitatiemethode

Sulfide-ionen reageren met koperionen en vormen uiterst onoplosbare kopersulfide-precipitaten. De oplosbaarheidsproductconstante (Ksp) van kopersulfide is ongeveer:

Ksp = 6 × 10⁻³⁶

Dit maakt verwijdering van koper mogelijk, zelfs in aanwezigheid van bepaalde complexvormers.

Fenton Oxidatie Decomplexatiemethode

Onder zure omstandigheden (pH-waarde 3–4)ijzersulfaat en waterstofperoxide worden toegevoegd om zeer oxidatieve hydroxylradicalen te genereren (·OH, oxidatiepotentieel 2,80 V).

Deze hydroxylradicalen breken de moleculaire structuur van organische complexen af, waardoor complexe zware metalen vrijkomen in vrije ionische vormen.

In praktische technische toepassingen wordt Fenton-oxidatie veel gebruikt vanwege de stabiele behandelingsprestaties en beheersbare chemische kosten.

Typische bedrijfsomstandigheden zijn onder meer:

• pH: ongeveer 3,5

• H₂O₂/Fe²⁺ molaire verhouding: 5:1

• Reactietijd: 60–90 minuten

Categorie 2: Hoog-Concentratie Organisch Afvalwater

Dit afvalwater is voornamelijk afkomstig van ontwikkel- en stripprocessen. Het bevat grote hoeveelheden lichtgevoelige materialen, droge filmresten, inkt en andere organische stoffen met een hoog molecuulgewicht.

Typische kenmerken zijn onder meer:

• CZV-concentratie: 5.000–20.000 mg/L

• Slechte biologische afbreekbaarheid

• BOD₅/CZV-ratio meestal lager dan 0,2

Vanwege de slechte biologische afbreekbaarheid kan dit afvalwaterniet rechtstreeks in biologische zuiveringssystemen worden geïntroduceerd.

De meest gebruikte voorbehandelingsmethode is:

Verzuring Neerslagproces

Door de pH van het afvalwater aan te passennaar 2–3, organische stoffen met een hoog molecuulgewicht worden omgezet van opgeloste vormen in gesuspendeerde deeltjes. Deze deeltjes worden vervolgens verwijderd door middel van opgeloste luchtflotatie (DAF) of sedimentatie.

Na zureneerslagbehandeling:

• COD kan worden teruggebracht tot ongeveer 1.000–2.000 mg/L

• BOD₅/De CZV-ratio kan oplopen tot 0,3–0,4

Het behandelde afvalwater wordt geschikt voor daaropvolgende biologische zuivering.

Categorie 3: Algemeen spoelwater

Dit afvalwater is voornamelijk afkomstig van spoeltanksna verschillende productieprocessen.

Het bevat over het algemeen:

• Lage concentraties vrije zware metaalionen

• Zure en alkalische stoffen

Na eenvoudige pH-aanpassing en coagulatie-sedimentatiebehandeling kan het in daaropvolgende geavanceerde behandelingssystemen of waterhergebruiksystemen terechtkomen.

3. Geïntegreerd PCB-afvalwaterzuiveringsproces

Na een geclassificeerde voorbehandeling worden verschillende afvalwaterstromen verzameld in een uitgebreide egalisatietank voor homogenisatie en stroombalancering.

Het belangrijkste behandelingsproces omvat:

1. Coagulatie en sedimentatie

Stollingsmiddelen zoals:

• Polyaluminiumchloride (PAC): 50–150 mg/L

• Polyacrylamide (PAM): 2–5 mg/L

worden toegevoegd om de aggregatie van zwevende deeltjes en colloïden tot grotere vlokken te bevorderen.

De gegenereerde vlokken worden gescheiden door:

• Sedimentatietanks met schuine buis

• Hoog-efficiëntie sedimentatietanks

Typische ontwerpparameters:

• Oppervlaktebelasting: 0,8–1,2 m³/(m²·h)

• Bezinkingstijd: 2–3 uur

2. Biologische behandeling

Een combinatie van:

• Hydrolyse verzuring

• Contactoxidatie

wordt algemeen toegepast.

Hydrolyse Verzuringsfase

Grote organische moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen, waardoor de biologische afbreekbaarheid verbetert.

Neem contact op met Oxidatiefase

Micro-organismen die aan biologische vulstoffen zijn gehecht, breken organische verontreinigende stoffen af door biologische oxidatie.

Typische ontwerpparameters:

• Volumetrische CZV-belasting: 0,8–1,2 kg/(m³·d)

• Hydraulische verblijftijd: 12–16 uur

3. Secundaire sedimentatietank

De secundaire bezinktank scheidt:

• Losstaande biologische film

• Zwevende vaste stoffen

uit het biologische zuiveringseffluent.

Na deze processen kan de kwaliteit van het behandelde water het volgende bereiken:

• COD <100 mg/L

• Zware metaalionen <0.5 mg/L

het voldoen aan de kwijtingseisen.

4. Technologieoplossingen voor waterhergebruik

Het voldoen aan de lozingsnormen alleen isniet langer voldoende om te voldoen aan de huidige milieuregelgeving en de vraagnaar kostenreductie. Hergebruik van water is voor PCB-fabrikanten een belangrijke strategie geworden om de milieuprestaties te verbeteren en het zoetwaterverbruik te verminderen. Het WTEYA-systeem voor waterhergebruik maakt gebruik van een tweeledig systeem-membraanbehandelingsproces, waaronder:

Ultrafiltratie (UF)

Het UF-proces maakt gebruik van membraantechnologie met poriegroottes variërend van:

0,01–0,1 μm

Het verwijdert effectief:

• Zwevende vaste stoffen

• Colloïdale stoffen

• Macromoleculaire organische verbindingen

De behandelde waterkwaliteit kan het volgende bereiken:

SDI < 3

het bieden van geschikte voedingswateromstandigheden voor daaropvolgende omgekeerde osmosebehandeling.

Omgekeerde osmose (RO)

Omgekeerde osmosemembranen hebben poriegroottes die kleiner zijn dan:

0,001 μm

Het RO-systeem kan effectief verwijderen:

• Opgeloste zouten

• Zware metaalionen

• Kleine moleculaire organische verbindingen

Het ontziltingspercentage kan bereiken:

Boven 98%

Het geproduceerde water kan het volgende bereiken:

Elektrische geleidbaarheid >10 μS/cm

Het teruggewonnen water kan worden hergebruikt in PCB-productieprocessen, waardoor de afhankelijkheid van externe waterbronnen wordt verminderd en het afvalwaterlozingsvolume wordt verlaagd.

5. MVR Geen vloeistoflozing en vermindering van vast afval

Het RO-concentraat dat wordt gegenereerd door het waterhergebruiksysteem is doorgaans verantwoordelijk voor ongeveer:

25%–35% van het influentvolume

Dit geconcentreerde afvalwater heeft doorgaans:

• Hoog zoutgehalte
(TDS: 5.000–15.000 mg/L)

• Verhoogde CZV-concentratie
(200–500 mg/L)

Vanwege het hoge zoutgehalte en de hoge concentratie verontreinigende stoffen kan RO-concentraatniet effectief worden behandeld via conventionele biologische processen en is hetniet geschikt voor directe lozing. Voor RO-concentraat en andere high-concentratie afvalwaterstromen past WTEYA MVR toe (Mechanische damprecompressie) verdampingstechnologie om geavanceerde behandeling en terugwinning van hulpbronnen te bereiken.

Werkingsprincipe van MVR-verdampingstechnologie

Het kernprincipe van MVR-technologie is gebaseerd op het recyclen van secundaire stoomenergie.

Tijdens bedrijf:

Afvalwater wordt verwarmd tot het kookt, waarbij secundaire stoom ontstaat.
De secundaire stoom komt de compressor binnen en ondergaat daar adiabatische compressie.
Na compressienemen de stoomtemperatuur en -druk toe.

Typische temperatuurstijging:

8–12°C

De gecomprimeerde stoom wordt vervolgens als warmtebron teruggevoerdnaar de verdamper voor continue verdamping.

Vergeleken met traditionele multi-effectverdampers, MVR-systemen verminderen het energieverbruik aanzienlijk.

Het energieverbruik bedraagt doorgaans slechts:

1/5–1/3 van conventionele multi-effect verdampingssystemen

Het elektriciteitsverbruik bedraagt ongeveer:

40–70 kWh per ton verdampt water

Voordelen van het MVR Zero Liquid Discharge-systeem

Door middel van MVR-verdamping wordt water als damp gescheiden van het afvalwater en via condensatie teruggewonnen.

Het gecondenseerde water heeft een uitstekende kwaliteit:

• Elektrische geleidbaarheid <50 μS/cm

Het kan worden hergebruikt voor:

• Koeltoren make-upwater

• Productieproceswater

• Andere industriële toepassingen

Ondertussen worden opgeloste zouten en zware metalen in het afvalwater geconcentreerd en gekristalliseerd, waardoor vaste residuen ontstaan.

Het uiteindelijke vaste afval heeft:

Vochtgehalte <10%

Deze vaste residuen worden beheerd volgens de regelgeving voor gevaarlijk afval en overgedragen aan gekwalificeerde bedrijven voor de verwerking van gevaarlijk afval voor:

• Herstel van hulpbronnen

• Veilige verwijdering

• Conforme behandeling van stortplaatsen

6. Voltooi PCB-afvalwaterbehandeling ennullozingsproces

Op basis van de bovenstaande technologieën kan een compleet PCB-afvalwaterzuiveringssysteem en een systeem zonder vloeistoflozing als volgt worden samengevat:

Ruw water → DI-waterbereidingssysteem → DI-concentraat → Afvalwater spoelen → Waterhergebruiksysteem → MVR Zero vloeistofafvoersysteem → Externe verwijdering van vast afval

Het proces omvat:

DI-waterbereidingssysteem

Het DI-waterbereidingssysteem levert hoge-zuiver water datnodig is voor de PCB-productie. Het geconcentreerde afvalwater dat tijdens de DI-waterproductie wordt gegenereerd, komt in het waterhergebruiksysteem terecht voor verdere behandeling.

Geclassificeerde spoelwaterzuivering

Verschillende spoelwaterstromen die tijdens de productie worden gegenereerd, worden verzameld en behandeld via geclassificeerde voorbehandelingsprocessen voordat ze in het waterhergebruiksysteem terechtkomen.

Waterhergebruiksysteem

Het waterhergebruiksysteem produceert gerecycled water dat kan worden teruggevoerdnaar PCB-productieprocessen.

Het geconcentreerde afvalwater dat wordt gegenereerd door de RO-behandeling wordt overgebrachtnaar het MVR-verdampingssysteem.

MVR Zero vloeistofafvoersysteem

Het MVR-systeem verdampt en wint water terug uit geconcentreerd afvalwater.

Het teruggewonnen gecondenseerde water kan worden hergebruikt, terwijl de resterende geconcentreerde vaste stoffen worden verzameld en verwerkt via gekwalificeerde afvalverwerkingskanalen.

Conclusie:

PCB-afvalwaterbehandeling is een uitgebreid technisch systeem waarbij meerdere disciplines betrokken zijn, waaronder:

• Chemische behandeling

• Biologische processen

• Membraan scheiding

• Thermische verdampingstechnologie

Van bronscheiding en chemische decomplexatie tot biologische afbraak, hergebruik van water, MVR-verdamping en vermindering van vast afval: elke behandelingsfase speelt een essentiële rol bij het bereiken van milieuconformiteit en hulpbronnenefficiëntie.

Voor PCB-fabrikanten vereist het selecteren van een geschikte oplossing voor de behandeling van afvalwater een gedetailleerd inzicht in de afvalwaterkenmerken, productieprocessen en lozingsvereisten.

Door geavanceerde behandelingstechnologieën te integreren kunnen bedrijvenniet alleen aan de milieuregelgeving voldoen, maar ook het gebruik van waterbronnen maximaliseren, de lozing van afvalwater verminderen en op weg gaannaar duurzame ennul-uitstoot.-vloeistof-afvoer productie.