PCB線路板含鎳廢水處理工藝研究

李國(guó)偉

（肇慶市環(huán)境技術(shù)中心 廣東 肇慶 526000）

摘 要：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，因此有必要對(duì)其產(chǎn)生的廢水進(jìn)行有效處理。本文以線路板含鎳廢水的處理為研究對(duì)象，分析總結(jié)了線路板含鎳廢水處理工藝現(xiàn)狀以及其優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，驗(yàn)證了膜系統(tǒng)處理法的可行性和可靠性，對(duì)此類廢水處理具有積極意義。

關(guān)鍵詞：PCB線路板；含鎳廢水；處理；控制參數(shù)

引言

PCB（ Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件，具有可高密度化、高可靠性、可組裝性、以及可維護(hù)性等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛地應(yīng)用。但是，由于線路板的制作工藝比較復(fù)雜，工序繁多，導(dǎo)致其廢水排放量大，廢水中污染物種類多、成分復(fù)雜，處理難度大，對(duì)水生態(tài)環(huán)境和人類健康危害嚴(yán)重。因此，為了能夠有效地提升線路板廢水處理的效率，對(duì)其廢水處理工藝進(jìn)行全面的研究十分關(guān)鍵?；诖?，本文就主要對(duì)線路板含鎳廢水的處理工藝進(jìn)行研究。

1 背景

如今，隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻以及新的排放標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施，在污水處理的難度上有了明顯的增加，舊有的處理工藝已經(jīng)無法連續(xù)、穩(wěn)定的滿足嚴(yán)苛的排放要求，促使了新工藝的研發(fā)與嘗試。線路板生產(chǎn)作為電子工業(yè)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在軍民用領(lǐng)域都已得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和運(yùn)用，與我們的生活息息相關(guān)。

線路板的制作工藝比較復(fù)雜，工序繁多，尤其是對(duì)于多層板、HDI板、軟硬結(jié)合板等技術(shù)含量較高的生產(chǎn)工藝，其廢水種類繁多，性質(zhì)不一，需要分類、分質(zhì)、分流處理。在GB21900—2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施后，將線路板企業(yè)的廢水排放也納入到該標(biāo)準(zhǔn)中執(zhí)行，尤其對(duì)于環(huán)境敏感地區(qū)及無環(huán)境容量的地區(qū)，需執(zhí)行最嚴(yán)格的“表3”標(biāo)準(zhǔn)。以線路板廢水典型的一類污染物含鎳廢水為例，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前的要求是1.0mg/L，而電鍍表3標(biāo)準(zhǔn)要求是0.1mg/L，是一個(gè)非常大的提高，對(duì)該廢水的處理也增加了一定的難度。

本文以線路板含鎳廢水的處理為對(duì)象，重點(diǎn)介紹處理工藝的研究與創(chuàng)新，以及多年來的實(shí)踐運(yùn)行情況，證明該處理工藝是成熟的、穩(wěn)定的，較之其他工藝具有明顯的先進(jìn)性。

2 處理工藝介紹

線路板鍍鎳工序一般分為電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳，電鍍鎳的工序在線路板企業(yè)中所占的比例不高，尤其是對(duì)于一些產(chǎn)品品質(zhì)較高的企業(yè)，一般都采用化學(xué)鍍鎳；另外，電鍍鎳廢水和化學(xué)鍍鎳廢水在處理的工藝及難度上也是有較大區(qū)別的，化學(xué)鍍鎳廢水成份更復(fù)雜，更難處理得多，本文所指含鎳廢水，均指化學(xué)鍍鎳廢水。

對(duì)于含鎳廢水的處理，目前常用的工藝有：化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜系統(tǒng)處理法。

2.1 化學(xué)沉淀法

工藝說明：含鎳廢水在調(diào)節(jié)池經(jīng)過水質(zhì)水量均衡后，進(jìn)入PH調(diào)整池，將PH值調(diào)整在3～4，然后進(jìn)入氧化池，加入Fenton氧化試劑，將廢水中的次亞磷酸鹽氧化為正磷酸鹽，同時(shí)進(jìn)行破絡(luò)反應(yīng)，然后廢水在堿化池加入液堿或石灰水，生成Ni（OH）2沉淀及磷酸鈣沉淀物，通過加入高分子絮凝劑使顆粒物聚集變大以便在沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液中和后進(jìn)入砂濾罐過濾懸浮物后排放；沉淀污泥進(jìn)入污泥池濃縮后經(jīng)過脫水機(jī)形成泥餅委外處理。

工藝特點(diǎn)：該工藝為傳統(tǒng)的處理工藝，化學(xué)藥劑投加量大，藥劑費(fèi)用高，工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備多，且處理后出水難以達(dá)到目前對(duì)鎳、磷等污染指標(biāo)的嚴(yán)苛要求。

2.2 離子交換法

工藝說明：含鎳廢水在調(diào)節(jié)池經(jīng)過水質(zhì)水量均衡后，進(jìn)入多級(jí)離子交換器，通過Na型陽樹脂與Ni2+進(jìn)行交換而吸附在樹脂上，從而達(dá)到去除鎳離子的目的。

工藝特點(diǎn)：該工藝具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備少等鮮明的特點(diǎn)，曾在一段時(shí)期內(nèi)被大量企業(yè)所采納。但該工藝也具有顯著的缺點(diǎn)：

（1）當(dāng)樹脂趨向飽和的時(shí)候，其交換能力逐漸下降，出水水質(zhì)也逐漸變差，且無法及時(shí)判斷飽和時(shí)間；

（2）樹脂需要頻繁更換或再生，其操作費(fèi)用較高；

（3）再生液、清洗液的處理困難；

（4）樹脂易中毒失效；

2.3 膜系統(tǒng)處理法

由于膜材料、生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新，膜在污水處理方面發(fā)揮了極大的優(yōu)勢(shì)，隨著購(gòu)置成本的下降，目前以膜為代表的處理工藝被廣泛的應(yīng)用，尤其在重金屬?gòu)U水處理及回用水處理方面。

工藝說明：含鎳廢水在調(diào)節(jié)池經(jīng)過水質(zhì)水量均衡后，經(jīng)提升泵提升至一級(jí)RO濃縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有兩級(jí)精密過濾器，進(jìn)行預(yù)過濾，去除廢水中較大的懸浮物及顆粒物等，降低懸浮物對(duì)RO系統(tǒng)的影響，出水用高壓泵提壓后經(jīng)過一級(jí)RO反滲透系統(tǒng)循環(huán)濃縮，分離溶解的無機(jī)鹽類污染物，反滲透系統(tǒng)的濃水達(dá)到要求后進(jìn)入三級(jí)RO濃縮系統(tǒng)，產(chǎn)水則進(jìn)入二級(jí)RO濃縮系統(tǒng)，再經(jīng)高壓泵提壓后經(jīng)過二級(jí)RO反滲透系統(tǒng)循環(huán)濃縮，確保產(chǎn)水鎳離子濃度達(dá)到回用或排放要求，二級(jí)RO反滲透系統(tǒng)的濃水回到一級(jí)RO濃縮系統(tǒng)，產(chǎn)水則進(jìn)入回用水箱回用至鍍鎳生產(chǎn)線。三級(jí)RO濃縮系統(tǒng)是將一級(jí)RO濃縮系統(tǒng)的濃水進(jìn)行進(jìn)一步的循環(huán)濃縮，產(chǎn)水則進(jìn)入二級(jí)RO濃縮系統(tǒng)，濃液達(dá)到要求后進(jìn)入濃液槽，定期委外回收處理。

工藝特點(diǎn)：

（1）處理過程中無需添加化學(xué)藥劑，純物理分離過程，節(jié)省大量的藥劑費(fèi)用；

（2）由于物料分離反滲透膜具有獨(dú)特的元件結(jié)構(gòu)，對(duì)溶質(zhì)和水進(jìn)行分離，處理效果穩(wěn)定并且完全滿足嚴(yán)苛的排放要求；

（3）出水可以直接回用到鍍鎳生產(chǎn)線，節(jié)約水資源；

（4）濃縮液具有貴重金屬回收價(jià)值，實(shí)現(xiàn)重金屬資源回收；

（5）濃縮倍數(shù)高，濃液量在2%～1%甚至更低；

（6）操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；

（7）系統(tǒng)設(shè)備集成化，便于運(yùn)行管理，且可隨生產(chǎn)線一并設(shè)置，實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)回收處理；

3 工程實(shí)例運(yùn)行介紹

3.1 項(xiàng)目背景

某線路板廠，廢水總量為3300m3/d，其中含鎳廢水100m3/d。含鎳處理設(shè)施于2012年6月建成并投入運(yùn)行，采用膜系統(tǒng)處理法，至今已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行30個(gè)月。

3.2 原水水質(zhì)情況

注：按20h/d運(yùn)行設(shè)計(jì)

3.3主要運(yùn)行控制參數(shù)及系統(tǒng)配置

（1）一級(jí)RO濃縮系統(tǒng)。

表3-1 運(yùn)行控制參數(shù)

表3-2 系統(tǒng)配置

（2）二級(jí)RO濃縮系統(tǒng)。

表3-3 運(yùn)行控制參數(shù)

表3-4 系統(tǒng)配置

（3）三級(jí)RO濃縮系統(tǒng)。

表3-5 運(yùn)行控制參數(shù)

表3-6 系統(tǒng)配置

4 結(jié)論

綜上所述，線路板廢水處理工藝選擇十分關(guān)鍵，其能夠有效地提升廢水處理的效率。本文主要研究了膜處理工藝在某線路板廠含鎳廢水處理中的實(shí)際運(yùn)用情況，經(jīng)過兩年以上的運(yùn)行結(jié)果表明，采用膜法來處理含鎳廢水取得了成功的運(yùn)用。該工藝具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定并且可高比例回收廢水等特點(diǎn)，濃縮倍數(shù)可達(dá)50倍以上，無需添加化學(xué)藥劑，大大節(jié)約了運(yùn)行成本，降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，值得廣泛推廣與應(yīng)用。但在今后的實(shí)踐中，還需要加強(qiáng)該技術(shù)的研究與探索，提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)以及運(yùn)行管理，真正發(fā)揮膜的優(yōu)異性能，為PCB企業(yè)的健康發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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