一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解-镁剂除硅工艺制造技术

本发明专利技术属于电解铜箔硅烷废水处理技术领域，具体涉及一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解

【技术实现步骤摘要】
一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺


[0001]本专利技术属于电解铜箔硅烷废水处理
，具体涉及一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺。

技术介绍

[0002]电解铜箔生产中硅烷涂膜工艺是对经过粗化处理及防氧化处理后的铜箔粗糙面喷洗以多种硅烷偶联剂复配而成的涂膜料液以形成一层覆层，该覆层具有增加铜箔与基板间的附着能力及保护等功能。涂膜料液所用硅烷偶联剂种类为：四乙氧基硅烷(分子式：C8H
20
O4Si)、3
‑
缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(分子式：C9H
20
O5Si)、3
‑
三乙氧基甲硅烷基
‑1‑
丙胺(分子式：C9H
23
NO3Si)。
[0003]硅烷偶联剂涂覆是常用的表面处理技术。硅烷是以硅原子为核心，通过硅氧键与烷氧基团键合形成分子，硅氧键具有类似醚键或酯键的易水解性，即在一定条件下发生水解反应生成相应的硅醇及有机醇类分子。在涂膜工序中，配制的硅烷涂膜液首先发生硅烷分子的自水解反应生成相应的硅醇及有机醇。之后，硅醇分子之间发生脱水缩合，生成类似聚合物的长链大分子硅醇。该大分子硅醇与被处理表面通过氢键作用发生粘附，再经加热等处理与表面最终形成稳定的化学键，完成涂覆。具体反应过程如下所示。
[0004][0005]硅烷废水为硅烷涂膜工艺中产生的硅烷偶联剂更换废液及完成硅烷涂膜后铜箔
表面清洗水等。根据以上硅烷涂膜过程，废水中其主要污染物为各种硅烷偶联剂单体、缩合大分子硅烷以及硅烷水解产生的相应有机醇副产物等。该种废水的水质特征如下：废水产生量低，每生产万吨铜箔产生硅烷废水3至5m3；有机物浓度高，化学需氧量(COD)浓度为2000至3000mg/L；可生化性较差，生化需氧量(BOD)与COD之比小于0.3，直接生化处理难度大；总悬浮物浓度(SS)为100至500mg/L；对反渗透膜有强污堵性，无法直接进行膜滤处理。
[0006]化学处理方法及生化处理方法是高COD工业废水(COD浓度大于800mg/L)净化的主要方法。
[0007]化学法主要使用强氧化或高级氧化过程，实现使废水中有机物的部分氧化改性或直接无机化两种功能。部分氧化可提高难生化处理废水的可生化性，通常作为生化处理的预处理。直接氧化使有机物分子发生矿化实现COD的直接去除，通常作为不可生化降解废水的直接处理或生化处理之后的深度处理工序。常用化学氧化处理技术包括氯氧化法、芬顿及类芬顿氧化法等。以上方法需要使用液氯、高浓度双氧水等危化品，其操作过程及安全性对场地、操作有严格要求。此外，对于如硅烷废水这种COD大于2000mg/L的高COD废水直接化学氧化其所用药剂量大，经济成本高，不符合绿色化学、清洁生产的发展趋势。
[0008]生化处理方法利用微生物生化反应将废水中有机物进行净化进而去除COD。但由于工业废水生物毒性强、营养组成单一、水量范围差异较大的特点以及生化处理设施运行维护复杂等因素，直接生化处理在工业废水有机物净化实际应用有较大技术难度。本专利技术涉及的硅烷废水中硅烷分子单体及缩合大分子硅醇属于人工合成有机物，可生化降解性差。
[0009]目前，含硅废水的处理主要针对的是含无机硅(二氧化硅等)废水，例如专利CN 111635066公开了一种回收含硅废水中可溶性硅的方法和装置，具体公开了用电絮凝装置去除废水中溶解性二氧化硅的方法，该方法利用电絮凝原理对废水中二氧化硅进行凝聚处理进而形成絮体得以去除，但是该方法针对的是以二氧化硅形式存在的无机硅，以电絮凝代替一般混凝方法促进凝聚，并无化学转化。
[0010]通过上述分析可见，由于电解铜箔硅烷废水具有其特殊性，目前常用的废水处理方法均不适合电解铜箔硅烷废水的处理，如何针对电解铜箔硅烷废水进行有效处理，是本专利技术所要解决的问题。

技术实现思路

[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺，该工艺是针对电解铜箔硅烷废水的特点进行设计的，可对电解铜箔硅烷废水进行有效处理。
[0012]本专利技术的构思为：
[0013]根据硅烷的分子结构可知，烷氧基等有机基团是其产生COD的主要分子结构，若能使上述有机硅物质充分水解为无机硅及有机醇，即可有效提高废水的可生化处理性，降低生化处理难度。
[0014]根据上述分析，本专利技术创新提出强化硅烷充分水解后进行生化处理以实现铜箔生产硅烷废水净化去除COD的方法。通常水解反应属于可逆化学反应，根据化学平衡移动原理，在温度及压强不变条件下，使生成物离开反应体系或减小生成物浓度可使化学反应平
衡向正反应方向移动，促进正反应进行。根据硅烷及其缩合大分子硅醇的分子特征，实现碱性反应环境、使生成的硅酸根发生沉淀离开反应体系这两个条件可有效促进水解反应的进行。本专利技术创新采用电解法强化硅烷水解反应。以铁电极作为阳极，不锈钢作为阴极，加载直流电源。铁阳极发生氧化反应，释放出Fe
2+
离子，Fe
2+
离子被同时产生的O2分子氧化为Fe
3+
离子，反应体系pH同时升高为碱性。Fe
3+
离子与水解生成硅酸根生成硅酸铁胶体及不溶物，由此使硅烷及大分子硅醇水解不断进行。电解过程中释放的Fe
2+
及Fe
3+
也可发生水解，生成的Fe(OH)2、Fe(OH)2等水解产物也可捕捉硅酸根离子发生分子尺度凝聚作用。电解过程电解水生成的氢气及氧气与体系内各种不溶物形成粘附体，发生气浮分离作用。上述多种效应的综合作用可有效强化硅烷的水解反应，实现有机硅向无机硅的转化。
[0015]本专利技术创新利用电解过程中发生应的多种反应促进硅烷及相关有机硅分子的水解反应，为后续生化处理有效降解COD创造了有利条件，为铜箔生产硅烷废水处理提供新的途径。
[0016]本专利技术具体是通过如下技术方案来实现的。
[0017]一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺，包括以下步骤：
[0018]S1、对硅烷废水进行多级电解处理
[0019]每级所述电解处理过程为：
[0020]调节原始硅烷废水的pH值为6.5
‑
7.5，之后以铁电极为阳极，不锈钢作为阴极，加载直流电源，对废水进行电解；调节电解处理后的废水的pH值为10.5
‑
12，加入镁剂，生成不溶物；向含有不溶性物质的废水中添加混凝剂和絮凝剂，形成絮体，沉降，之后进行泥水分离，获得上清液和沉淀；
[0021]S2、生化处理
[0022]调节S1多级电解处理后的上清液的pH值为6.5
‑
7.5，进行水解酸化反应，之后进行好氧生物处理，获得处理出水。
[0023]进一步的，对硅烷废水分别进行一级电解处理和二级电解处理。具体的操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、对硅烷废水进行多级电解处理每级所述电解处理过程为：调节原始硅烷废水的pH值为6.5
‑
7.5，之后以铁电极为阳极，不锈钢作为阴极，加载直流电源，对废水进行电解；调节电解处理后的废水的pH值为10.5
‑
12，加入镁剂，生成不溶物；向含有不溶物的废水中添加混凝剂和絮凝剂，形成絮体，沉降，之后进行泥水分离，获得上清液和沉淀；S2、生化处理调节S1多级电解处理后的上清液的pH值为6.5
‑
7.5，进行水解酸化反应，之后进行好氧生物处理，获得处理出水。2.根据权利要求1所述的用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
‑
镁剂除硅工艺，其特征在于，对硅烷废水分别进行一级电解处理和二级电解处理。3.根据权利要求2所述的用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
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镁剂除硅工艺，其特征在于，一级电解处理时，水力停留时间为5h，电解时废水温度为40
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50℃，电解电流密度为80
‑
100A/m2；二级电解处理时，水力停留时间为4.5
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5h，电解时废水温度为40
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50℃，电解电流密度为100
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120A/m2。4.根据权利要求2所述的用于电解铜箔硅烷废水处理的电解
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镁剂除硅工艺，其特征在于，一级电解处理中，电解所用铁电极材料牌号为Q195；二级电解处理中，电解所用铁电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新明，薛丁，章佳昕，
申请(专利权)人：科劲国际西安环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：