印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估

秦 琦，宋乾武，代晉國，王紅雨，吳兆晴，張 玥，王艷捷

(1.中國環(huán)境科學(xué)研究院工程設(shè)計(jì)中心，北京 100012；2.中信建設(shè)有限責(zé)任公司，北京 100027)

印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估

秦 琦1，宋乾武1，代晉國1，王紅雨1，吳兆晴2，張 玥1，王艷捷1

(1.中國環(huán)境科學(xué)研究院工程設(shè)計(jì)中心，北京 100012；2.中信建設(shè)有限責(zé)任公司，北京 100027)

結(jié)合《國家環(huán)境技術(shù)管理體系規(guī)劃》及行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)的定義，分析了印制線路板生產(chǎn)廢水處理常用技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性；探討了印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)研究的思路，并給出了印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估篩選的原則、評估指標(biāo)體系及評估過程應(yīng)考慮的問題。

印制線路板生產(chǎn)廢水;最佳可行技術(shù);評價指標(biāo)體系;評估方法

1 引言

為實(shí)現(xiàn)從行政管理保護(hù)環(huán)境到綜合運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和必要的行政辦法解決環(huán)境問題的轉(zhuǎn)變，環(huán)境保護(hù)部啟動了一批重點(diǎn)污染行業(yè)環(huán)境技術(shù)管理體系的建設(shè)工作，進(jìn)行行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)指南的編制，其中電子元器件行業(yè)為試點(diǎn)的行業(yè)之一。

在電子元器件行業(yè)中，印制線路板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水污染是非常嚴(yán)重的，其產(chǎn)生的廢水包括蝕刻廢水、顯影廢水、清洗廢水等，廢水中的重金屬及一些有毒有害物質(zhì)直接危害到人類的健康。因此，印制線路板廢水處理技術(shù)的評估篩選也是《電子元器件行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)指南》編制的重點(diǎn)內(nèi)容之一。本文將依據(jù)污染防治最佳可行技術(shù)定義，對印制線路板廢水處理最佳可行技術(shù)的評估方法進(jìn)行初步分析。

2 印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)的評估

2.1 污染防治最佳可行技術(shù)的定義

環(huán)境保護(hù)部編制的《污染防治最佳可行技術(shù)評價技術(shù)通則》對污染防治最佳可行技術(shù)的定義為：針對生活、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種環(huán)境問題，為減少污染物的排放，從整體上實(shí)現(xiàn)高水平的環(huán)境保護(hù)所采用的與某一時期的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和環(huán)境管理要求相適應(yīng)、在公共基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)部門得到應(yīng)用的有效、先進(jìn)、可行的污染防治工藝和技術(shù)[1]。

2.2 污染防治最佳可行技術(shù)評估路線的確定

依據(jù)污染防治最佳可行技術(shù)的定義，制定污染防治最佳可行技術(shù)的評估路線，如圖1所示。

2.3 印制線路板廢水處理最佳可行技術(shù)評估篩選原則

根據(jù)污染防治最佳可行技術(shù)的定義，結(jié)合印制線路板生產(chǎn)企業(yè)以及印制線路板生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)，提出印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估篩選應(yīng)遵循的原則如下[1-2]：

（1）印制線路板的生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)必須是現(xiàn)階段已經(jīng)有工程應(yīng)用的、符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)要求的、符合相關(guān)政策要求的先進(jìn)的技術(shù)。

（2）印制線路板的生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)的篩選不僅應(yīng)包括單項(xiàng)處理技術(shù)，還應(yīng)包括綜合處理技術(shù)，即一系列有聯(lián)系的單元處理技術(shù)的集成。

圖1 污染防治最佳可行技術(shù)評估路線

（3）印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)的篩選必須結(jié)合企業(yè)的清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排技術(shù)綜合考慮，以達(dá)到PCB企業(yè)污染防治全過程控制的目標(biāo)。

（4）印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)必須給出其適用的范圍，便于印制線路板生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合自己的實(shí)際情況應(yīng)用廢水處理最佳可行技術(shù)。

（5）鼓勵印制線路板生產(chǎn)廢水治理新工藝和新技術(shù)的開發(fā)和利用，促進(jìn)我國印制線路板制造行業(yè)整體污染防治水平的提升。

2.4 印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估指標(biāo)體系

對于最佳可行技術(shù)的評估篩選，在評估之前應(yīng)確定可以將各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行評估分析比較的指標(biāo)體系，所構(gòu)建的指標(biāo)體系應(yīng)能體現(xiàn)技術(shù)各方面的性能，滿足最佳可行技術(shù)定義的要求。根據(jù)印制線路板生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的特點(diǎn)以及最佳可行技術(shù)的定義，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，包含目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三個層次的指標(biāo)（如圖2所示）。

圖2 污染防治最佳可行技術(shù)評估指標(biāo)體系

（1）工藝技術(shù)性能

表征被評價工藝技術(shù)自身性能方面的指標(biāo)。包括技術(shù)的先進(jìn)性、適用性、成熟程度、穩(wěn)定性、抗沖擊負(fù)荷能力等方面的具體指標(biāo)。

（2）投資運(yùn)行費(fèi)用

表征被評價工藝技術(shù)工程投資運(yùn)行費(fèi)用情況的指標(biāo)。包括工程建設(shè)投資方面的建筑工程費(fèi)、安裝工程費(fèi)、設(shè)備購置費(fèi)以及工程運(yùn)行方面的藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、燃料動力費(fèi)、設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)、折舊費(fèi)等具體指標(biāo)。

（3）運(yùn)行操作性能

表征被評價工藝技術(shù)在運(yùn)行操作方面的性能指標(biāo)。包括工藝技術(shù)的處理負(fù)荷大小以及運(yùn)行過程中故障發(fā)生率、安全運(yùn)轉(zhuǎn)情況、操作安全性、維護(hù)管理的難易程度、操作管理的工作量等方面的具體指標(biāo)。

（4）資源能源消耗

表征被評價工藝技術(shù)在資源能源消耗方面的指標(biāo)，包括工藝設(shè)備的電耗、藥劑消耗、水消耗等。

（5）環(huán)境污染控制

表征被評價工藝技術(shù)對污染物的處理情況以及二次污染情況的指標(biāo)。包括對印制線路板廢水的處理規(guī)模、主要污染物的去除率、處理達(dá)標(biāo)情況、二次污染產(chǎn)生情況等具體指標(biāo)。

2.5 印制線路板生產(chǎn)廢水處理備選技術(shù)分類

目前，線路板廢水的處理方法頗多，其中應(yīng)用較多的主要有：化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、微電解法、電滲析法、吸附法、化學(xué)氧化、生物處理法等（見下表）[3-5]，這些都可以作為印制線路板生產(chǎn)廢水處理的備選技術(shù)。

2.6 印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估過程中需特別關(guān)注的問題

（1）印制線路板生產(chǎn)廢水的合理分類

印制線路板生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜多變，其中含有重金屬及大量的有機(jī)物，污染物的形態(tài)也是多種多樣的，有游離態(tài)的，也有絡(luò)合態(tài)的。對不同生產(chǎn)過程的廢水進(jìn)行合理分流收集及預(yù)處理，不僅是實(shí)現(xiàn)廢水處理最終出水達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)條件，而且可降低廢水處理工程的初期投資、減少運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用[6]，是選擇印制線路板最佳廢水處理技術(shù)的基本要求。

根據(jù)工程實(shí)踐，一般印制線路板生產(chǎn)廢水可按如下分類進(jìn)行分流收集：1）各種母液；2）含有機(jī)酸的絡(luò)合銅廢水；3）含NH4+和NH3?H2O絡(luò)合銅廢水；4）油墨、干膜廢水廢液；5）低濃度重金屬清洗廢水。

常用印制線路板生產(chǎn)廢水處理技術(shù)分類表

（2）印制線路板生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的組合集成

印制線路板生產(chǎn)過程涉及到的化學(xué)藥品種類繁多，廢水中各種組分相互之間的影響大，因此采用單一方法處理印制電路板廢水較為困難。許多印制線路板廠生產(chǎn)廢水的處理工藝，都是在綜合各種處理方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行組合優(yōu)化而形成的，如被廣泛采用的預(yù)處理-混凝沉淀-機(jī)械過濾、預(yù)處理-反滲透-離子交換混床、化學(xué)沉淀-離子交換法、離子交換-活性炭法、氣態(tài)凝集-過濾法、電解-生物膜法等等[7]。因此，印制線路板廢水處理最佳可行技術(shù)亦應(yīng)評選出一系列有代表性的最佳綜合處理技術(shù)。

（3）廢水處理設(shè)施的自動化運(yùn)行

一個完善的線路板廢水處理系統(tǒng)往往包括多個污水處理子系統(tǒng)，需要操作控制的點(diǎn)都在幾十個甚至數(shù)百個以上，若采用人工操作不僅勞動強(qiáng)度大、工作效率低，而且容易產(chǎn)生失誤，會給污水處理帶來很大的影響。因此最佳可行技術(shù)的篩選必須考慮污水處理系統(tǒng)是否自動化運(yùn)行，并應(yīng)考慮這些設(shè)施是否運(yùn)行良好?？疾禳c(diǎn)主要包含如下幾個方面：1）流量瞬時值及累計(jì)值的數(shù)據(jù)采集；2）pH/ORP、電導(dǎo)率、介質(zhì)溫度的在線檢測及控制；3）重要介質(zhì)壓力的在線檢測及控制；4）各池槽液位的實(shí)時監(jiān)測及控制；5）各動力設(shè)備和閥門的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及自動/手動控制；6）各種事故的保護(hù)控制及報警處理；7）各種數(shù)據(jù)處理和報表的打印輸出[8]。

2.7 印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)評估

印制線路板生產(chǎn)廢水處理最佳可行技術(shù)的評估可采用上述指標(biāo)體系，運(yùn)用系統(tǒng)學(xué)的分析評估方法，如層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法等，對評估技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)性能進(jìn)行定性或者定量化分析后進(jìn)行評估計(jì)算。最后，通過對計(jì)算結(jié)果的比較分析并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)評估的結(jié)果即可最終選出最佳可行技術(shù)。

3 結(jié)語

本文通過對印制線路板行業(yè)生產(chǎn)廢水處理常用技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)、適用性以及污染防治最佳可行技術(shù)評估篩選的原則、指標(biāo)體系和選擇最佳可行技術(shù)應(yīng)注意的幾個問題的分析研究，為電子元件及其他行業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)導(dǎo)則的編制提供了一些思路和建議。

[1]國家環(huán)保部.污染防治最佳可行技術(shù)評價技術(shù)通則[S].

[2]張國臣.最佳可行技術(shù)對我國造紙行業(yè)節(jié)能減排的啟示[J].中華紙業(yè)，2009， 30（12）：22-26.

[3]羅愛武.印制電路廢水處理工藝分析[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2002，31（3）：46-48.

[4]李乙翹，陳長生.印制電路[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[5]古幼良.我國PCB廢水治理的現(xiàn)狀與對策[J].廣東化工，2009，36（7）：149-150.

[6]游震中，魏江洲.印制板廢水處理工藝簡析[J].印制電路信息，2003，（3）：52-54.

[7]陳俊輝，張偉鋒.印制線路板廢水處理工藝淺析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2009， （2）：48-51.

[8]謝東方.印制電路板廢水處理技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐[J].安全與環(huán)境工程，2005，12 （1）：42-45.

Evaluation Framework of Best Available Technology for Printed Circuit Board Wastewater Treatment

QIN Qi, SONG Qian-wu, DAI Jin-guo, WANG Hong-yu, WU Zhao-qing, ZHANG Yue, WANG Yan-jie

X703

A

1006-5377（2011）02-0048-03