PCB工業(yè)廢水處理工程實(shí)例分析

韋秀培

（廣州市奧思貝斯環(huán)保技術(shù)有限公司廣東廣州510000）

PCB工業(yè)廢水處理工程實(shí)例分析

韋秀培

（廣州市奧思貝斯環(huán)保技術(shù)有限公司廣東廣州510000）

印制電路板（PCB）工業(yè)廢水是電子行業(yè)廢水的主要類別之一，對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)PCB工業(yè)廢水處理進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了該工程廢水處理的工藝流程及原理，以期能為其他PCB企業(yè)廢水處理提供參考借鑒。

PCB；工業(yè)廢水；處理工藝

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)的電子工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。而印制電路板（PCB）作為電子工業(yè)的主要支撐產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)量規(guī)模僅次于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，且其生產(chǎn)量日益增加。由于PCB生產(chǎn)過程中存在著用水量大、污染負(fù)荷高、廢水水質(zhì)復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)，其廢水處理成為了PCB企業(yè)面臨的一個(gè)重要問題。鑒于此，本文進(jìn)行了相關(guān)介紹。

1 PCB企業(yè)生產(chǎn)廢水的分類收集及排放標(biāo)準(zhǔn)

某印刷線路板制造企業(yè)每天會(huì)產(chǎn)生大約600m3的工業(yè)廢水，按照排放要求需要對(duì)廢水進(jìn)行分類處理。該企業(yè)的工業(yè)廢水主要有含鎳工業(yè)廢水、油墨工業(yè)廢水、含氰工業(yè)廢水、絡(luò)合銅工業(yè)廢水、綜合型工業(yè)廢水、蝕刻廢液以及其它廢液，詳細(xì)情況如表1。

表1 工業(yè)廢水類型及其具體水質(zhì)情況

根據(jù)相關(guān)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，該印刷線路板生產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)廢水達(dá)到了排放的要求，具體標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 印刷電路板生產(chǎn)企業(yè)工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

2 各類工業(yè)廢水處理方式

該印刷線路板生產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)廢水主要有含鎳工業(yè)廢水、油墨工業(yè)廢水、含氰工業(yè)廢水、絡(luò)合銅工業(yè)廢水、綜合型工業(yè)廢水、蝕刻廢液以及其它廢液，對(duì)于不同的工業(yè)廢水要采取不同的處理方式。

2.1 含鎳工業(yè)廢水

在印刷線路板生產(chǎn)過程中，鍍鎳工藝及后續(xù)清洗工藝十分重要。但是在鍍鎳及清洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)廢水以及重金屬污染物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。對(duì)此，需要對(duì)含鎳工業(yè)廢水進(jìn)行單獨(dú)處理，處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)之后方可進(jìn)行排放。含鎳工業(yè)廢水的處理流程如圖1。

圖1 含鎳工業(yè)廢水處理流程圖

（1）硫酸亞鐵是一種強(qiáng)還原劑，可以將+3價(jià)的鎳離子還原成+2價(jià)的鎳離子。在反應(yīng)池1當(dāng)中，+3價(jià)的鎳離子經(jīng)過硫酸亞鐵的還原變成+2價(jià)，然后在反應(yīng)池2當(dāng)中與OH-離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，所形成的沉淀物化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定。（2）將經(jīng)過反應(yīng)池2處理過后的工業(yè)廢水過濾，去除其中的氫氧化鎳沉淀，剩余的廢水鎳含量明顯降低，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 油墨工業(yè)廢水

油墨工業(yè)廢水的主要來源是脫模顯影各道工序中所產(chǎn)生的高含量有機(jī)廢水，一般的企業(yè)都是使用化學(xué)氧化的方法處理有機(jī)廢水，但運(yùn)行成本較高，且僅靠氧化作用，難以使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。油墨廢水的主要成份為含羥基的樹脂，其易溶于堿，不溶于酸性。利用這一性質(zhì)，考慮對(duì)其進(jìn)行酸化處理，即將油墨廢水pH值調(diào)至2～3之間，有大量的膠狀油墨析出并漂浮在水面上，去除大塊浮渣。清液加堿調(diào)整pH值至弱堿性，然后投加混凝劑和絮凝劑，混合反應(yīng)后，泵入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，廢水中的油墨及懸浮物截留于板框壓濾機(jī)濾布內(nèi)，濾液透過濾布排出進(jìn)入綜合型工業(yè)廢水處理池當(dāng)中，與綜合型工業(yè)廢水一起進(jìn)行處理。這種處理方式不但具有良好的處理效果，還可以有效節(jié)約企業(yè)的廢水處理成本。具體處理流程如圖2。

圖2 油墨工業(yè)廢水處理流程

2.3 含氰工業(yè)廢水

廢水中的氰主要來源于印刷線路板生產(chǎn)過程中的鍍金、沉金的后續(xù)清洗工藝，在該類型工業(yè)廢水當(dāng)中，主要的污染物為有機(jī)物質(zhì)以及重金屬與氰的絡(luò)合物。由于氰是一種劇毒物質(zhì)，所以必須要嚴(yán)格控制好含氰工業(yè)廢水的處理過程。目前最為常用的含氰工業(yè)廢水的處理方式有三種：氯化處理法、電解處理法以及臭氧處理法。在該企業(yè)當(dāng)中，使用的是氯化處理法。氯化處理法是指在堿性環(huán)境下，向廢水中多次投入次氯酸鈉氧化劑，將廢水當(dāng)中的氰根離子提取出來，然后再經(jīng)過后續(xù)處理步驟使得氰根離子轉(zhuǎn)化為二氧化碳與氮?dú)?，從而降低廢水中的氰含量。主要反應(yīng)如下：

反應(yīng)式(1)即氰根離子的提取，(2)(3)表示將氰根離子轉(zhuǎn)化成二氧化碳及氮?dú)?。反?yīng)式(2)的pH值要控制在11～12，反應(yīng)式(3)的pH值控制在7.0～7.5。經(jīng)過處理以后，再投入綜合處理池當(dāng)中進(jìn)行混合處理。

2.4 絡(luò)合銅工業(yè)廢水

絡(luò)合銅廢水主要指來自酸/堿蝕刻線、PTH線，成品清洗線所排放的清洗水，該類廢水不但含有絡(luò)合劑（氨根、甲醛、EDTA、檸檬酸根、酒石酸根等），還含有大量的金屬銅離子，絡(luò)合劑與銅離子等重金屬離子可形成非常穩(wěn)定的絡(luò)合物，采用一般的氫氧化物沉淀法很難將廢水中的Cu去除。為此，考慮將該類廢水先破絡(luò)后除銅，常用的一些破絡(luò)方法主要有氧化破絡(luò)法、置換破絡(luò)法、化學(xué)沉淀法、螯合沉淀法。這些破絡(luò)方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)，置換破絡(luò)法(硫酸亞鐵法)處理絡(luò)合銅廢水更為經(jīng)濟(jì)適用，得到廣泛運(yùn)用。即絡(luò)合廢水在酸性條件下加入硫酸亞鐵，部分Fe2+氧化成Fe3+，通過Fe3+置換出絡(luò)合-Cu2+中的Cu2+，然后調(diào)整pH值至9~10，生成Cu(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2沉淀，利用Fe(OH)3生成的礬花較大、吸附性較強(qiáng)，再投加少量PAM絮凝反應(yīng)，在斜管沉淀池中分離出來，以排泥的形式除去Cu，出水進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池待后續(xù)處理去除其它污染物。具體工藝流程如圖3。

圖3 絡(luò)合銅工業(yè)廢水處理流程

2.5 綜合型工業(yè)廢水

綜合型工業(yè)廢水包括各生產(chǎn)工序的清洗廢水、其它廢液以及上述幾種廢水處理后的混合廢水，主要污染物有有機(jī)物質(zhì)、Cu、氨氮以及懸浮物等。對(duì)于綜合型工業(yè)廢水的處理，主要有化學(xué)沉淀處理法、氧化還原處理法、生物化學(xué)處理法等，將這些方法搭配使用，最終使綜合型工業(yè)廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。具體處理流程如圖4。

圖4 綜合型工業(yè)廢水處理流程圖

2.5.1 在反應(yīng)池1當(dāng)中加入濃度為7%的片堿，Cu離子與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)的pH值為9~10，使用專業(yè)的pH控制設(shè)備進(jìn)行控制，當(dāng)檢測(cè)到pH值小于9.2時(shí)，自動(dòng)加入片堿使得廢水的pH值適當(dāng)提高。

2.5.2 反應(yīng)池2當(dāng)中需要添加一定濃度的硫化鈉，破開廢水當(dāng)中絡(luò)合銅的結(jié)構(gòu)。該企業(yè)的最低ORP值為-150，當(dāng)OPR值降低到-150時(shí)，會(huì)自動(dòng)添加硫化鈉，當(dāng)ORP值上升到-130時(shí)即停止添加。

2.5.3 在反應(yīng)池3當(dāng)中加入強(qiáng)還原劑硫酸亞鐵。硫酸亞鐵會(huì)與廢水當(dāng)中的硫離子反應(yīng)，生成硫化亞鐵沉淀，再經(jīng)過過濾就可以將反應(yīng)池2中反應(yīng)過量所剩余的硫離子除掉。

2.5.4 在反應(yīng)池4當(dāng)中加入混凝劑，將小顆粒物質(zhì)聚合成大顆粒物質(zhì)，使得廢水當(dāng)中的顆粒物自行沉淀，混凝劑的加入速率最好控制在0.9m3/h～1.1m3/h的范圍內(nèi)。

2.5.5 在反應(yīng)池5當(dāng)中加入絮凝劑，將經(jīng)過反應(yīng)池4處理后的大顆粒物質(zhì)進(jìn)行絮凝，形成沉淀。

2.5.6 沉淀形成以后，銅離子的含量在0.5mg/L以下，廢水進(jìn)入中和池中，使用pH控制儀控制廢水的pH在8.0～8.5之間，目的是為下一步生化處理做準(zhǔn)備。

2.5.7 隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，PCB廢水對(duì)除磷脫氮的要求越來越高，生化系統(tǒng)需考慮采用二級(jí)強(qiáng)化處理系統(tǒng)，如A2O+BAF工藝，A2O+MBR工藝等。A2/O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物工藝的簡(jiǎn)稱，該工藝已被廣泛應(yīng)用在污水處理中，此工藝中厭氧水解池先將難降解和具有抑制作用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易于降解的中間體，然后在缺氧和好氧階段進(jìn)行消化、反硝化反應(yīng)，去除大部分有機(jī)物。但由于PCB廢水水質(zhì)的波動(dòng)，可生化性差，使得A2/O工藝活性污泥容易流失，最終因無法提高活性污泥的濃度而影響其處理效果，而MBR具備提高活性污泥及抗負(fù)荷沖擊的能力。采用A2O+ MBR組合工藝，不僅對(duì)難降解有機(jī)物廢水具有明顯的優(yōu)勢(shì)，還強(qiáng)化了傳統(tǒng)A2O工藝對(duì)NH3-N、總氮及總磷的去除效率。廢水經(jīng)上述工藝系統(tǒng)處理后，出水達(dá)到甚至優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21900-2008）中表三標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 酸性蝕刻廢液

酸性蝕刻廢液含量較高，有很高的回用價(jià)值，一般交給有資質(zhì)的專業(yè)環(huán)保公司回收處理。

3 結(jié)語

隨著印刷線路板生產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，印刷線路板生產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)廢水污染越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，企業(yè)必須要對(duì)各類工業(yè)廢水進(jìn)行分類收集處理，并針對(duì)性地采取處理措施，有效處理廢水，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，降低對(duì)環(huán)境的污染，提高生態(tài)效益。

[1]麥建波,江棟,范遠(yuǎn)紅,劉詩燕.PCB廢水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及工程實(shí)例[J].印制電路信息,2015(11).

[2]李健,張智良,吳寅,夏文彥.PCB板生產(chǎn)廢水處理的工程實(shí)例[J].江西建材,2015(17).