當前的信息社會，電子行業(yè)飛速發(fā)展，作為電子行業(yè)基礎之一的電路板需求每年以10%～20%的速度在遞增，從而成為電子行業(yè)中的重要產業(yè)之一，然而其復雜的生產過程產生許多廢水。
印刷電路板制造工藝流程復雜，其廢水所產生的污染物多樣，主要含有銅、鎳等重金屬離子、高分子有機物、絡合劑等。電路板生產廢水種類繁多，污染成份復雜，若不采取合理有效的處理工藝，使廢水穩(wěn)定達標，將對環(huán)境造成嚴重的污染。針對電路板生產廢水的不同特點，在處理時必須對不同的廢水進行分流，采取不同的方法進行處理。
1、工程概況
天津市某印刷電路板生產企業(yè)主要產品為高階高密度互連積層板(HDI)，HDI板的制作過程是多個雙面板的重復制作，主要生產工藝包括下料、內層板制作、壓層、鉆孔、沉銅、板鍍、外層制作、絲印阻焊油墨、字符印刷、鍍鎳金、熱風平整、防氧化處理、銑外形等。印刷電路板總體生產工藝流程圖見圖1。
2、廢水水質特征
根據(jù)工藝特征將生產廢水分為八類：一般混合廢水(W1)、高濃度有機廢水(W2)、一般有機廢水(W3)、酸堿廢水(W4)、含銅廢水(W5)、絡合廢水(W6)、含鎳廢水(W7)、含氰廢水(W8)。
各類廢水水質特征如下：
(1)一般混合廢水W1：主要包括淋洗廢水、純水制備排濃水等污染物含量較低的廢水。一般混合廢水污染因子為pH、總銅、CODCr、氨氮等。此類廢水水量較大，CODCr濃度較低。
(2)高濃度有機廢水W2：主要來自顯影、退膜、除油、防氧化、除膠等工序，上述工序使用了甲酸等有機溶劑;此外，部分阻焊油墨和高分子感光膠膜溶解后轉移到廢水中，因此廢水中CODCr濃度高。
(3)一般有機廢水W3：主要來自于顯影、退膜等工序清洗廢水，廢水中CODCr濃度相對較高。
(4)酸堿廢水W4：主要來自于生產線洗缸的酸堿廢液，其主要污染因子為pH、CODCr等。
(5)含銅廢水W5：主要來自于微蝕、浸酸、棕化、酸洗等工序，其廢水含銅量相對較高，主要污染因子為總銅和CODCr等。
(6)絡合廢水W6：主要來自于沉銅工序，該工序使用一定量的絡合銅，廢水中含有很強的金屬離子絡合物(如EDTA)，絡合廢水污染因子為總銅、CODCr等。
(7)含鎳廢水W7：含鎳廢水主要來自于鍍鎳工序，鍍鎳廢液及鍍鎳工序第一道漂洗水作為危險廢物處置，其余漂洗水進入預處理系統(tǒng)進行處理。此類廢水主要污染因子為pH、CODCr、總鎳。
(8)含氰廢水W8：主要來自于鍍金工序，鍍金藥液含有一定量的氰化亞金鉀，鍍金的第一道水洗，使用槽內的非流動水漂洗，當該槽漂洗水中所含金氰成份達到一定濃度時，與含氰電鍍廢液送交有資質單位進行處置(可回收金)，其余的漂洗廢水送往預處理設施處理。此類廢水主要污染因子為pH、CODCr、總鎳。
根據(jù)對該企業(yè)廢水水質調查資料，各類廢水水質指標見表1。
3、廢水處理工藝
3.1 總體思路
由于各類廢水水質差異較大，該企業(yè)廢水處理工藝采取“分類收集—分質預處理—綜合處理”的設計思路。根據(jù)八類廢水水質特征，配套建設了五套預處理系統(tǒng)(2#～6#系統(tǒng))和一套綜合處理系統(tǒng)(1#系統(tǒng))。各股生產廢水在生產車間分流后，自流進入各處理系統(tǒng)廢水儲存池，再經各處理系統(tǒng)廢水提升泵提升進入各預處理設施進行處理，最后經綜合廢水處理設施處理后達標排放。廢水處理系統(tǒng)工藝流程圖見圖2。
3.2 廢水處理工藝原理
廢水按照設計的分流標準，在生產車間分流后，自流進入各處理系統(tǒng)廢水儲存池，再經各處理系統(tǒng)廢水提升泵提升進入各處理工序，處理工藝中廢水將通過連通器自流或經過輸送泵進入各處理系統(tǒng)功能池中進行處理。
(1)一般混合廢水W1：此類廢水水量較大，CODCr濃度較低，與小批量酸堿廢水、含銅廢水混合后進入綜合廢水處理系統(tǒng)(1#系統(tǒng))進行處理，主要去除廢水中的金屬離子和少量有機物，處理工藝為：絮凝→沉淀→砂濾→調節(jié)pH。其處理過程為：首先加入硫酸亞鐵(可起置換和混凝作用)，然后調節(jié)pH至10左右，將廢水中的重金屬離子(Cu2+)形成氫氧化物進行去除;而后廢水進入絮凝缸中添加絮凝劑PAM進行絮凝處理，處理后廢水進入斜板沉淀池中進行沉淀泥水分離;其上層清水溢流至清水缸中，然后通過泵進入砂濾器進行過濾處理，進一步降低出水中的懸浮物含量，過濾處理后的廢水進入最終pH調節(jié)池中經pH調節(jié)至6～9后排放。
(2)高濃度有機廢水W2：此廢水中CODCr濃度高。其預處理工藝為：酸化→沉淀。其處理過程為：添加酸化劑調整pH值至5左右，添加聚合氯化鐵，使廢水中的油狀有機物凝聚成可進行固液分離的大顆粒粒子，然后投加適量的高分子絮凝劑PAM，再通過壓濾使固液成分分離，將壓濾液定量平均加入到一般有機廢水預處理設施(2#系統(tǒng))中與一般有機廢水混合進行深度處理。
(3)一般有機廢水W3：主要來自于顯影、退膜等工序清洗廢水，廢水中CODCr濃度相對較高。一般有機廢水與經過預處理的高濃度有機廢水混合后一起進行深度處理，其深度處理工藝：酸化→芬頓氧化。氧化過程以雙氧水作為高效氧化劑，硫酸亞鐵作為催化劑，酸性條件下二價鐵鹽分解雙氧水，使之生成游離氫氧自由基，氫氧自由基具有極強的氧化性能，將廢水中的有機物最終氧化成二氧化碳和水。反應完成后調節(jié)pH至10～11，再用泵定量平均加入到1#系統(tǒng)進一步處理。
(4)酸堿廢水W4：主要來自于生產線洗缸的酸堿廢液，其主要污染因子為pH、CODCr等，酸堿廢水分開收集后，定量平均加入1#系統(tǒng)與一般混合廢水進一步處理。
(5)含銅廢水W5：主要來自于微蝕、浸酸、棕化、酸洗等工序，其廢水含銅量相對較高，主要污染因子為總銅和CODCr等。將微蝕工序含銅量較高的廢水單獨進行銅回收處理，銅回收后的廢水定量泵送至1#系統(tǒng)進一步處理;而浸酸、棕化、酸洗等工序含銅量較少的廢水則直接定量泵送至1#系統(tǒng)進行處理。
(6)絡合廢水W6：主要來自于沉銅工序，該工序使用一定量的絡合銅，廢水中含有很強的金屬離子絡合物(如EDTA)，絡合廢水污染因子為總銅、CODCr等，其預處理工藝為：置換→絮凝→沉淀→砂濾。其處理過程為：首先調節(jié)pH至3～4，然后加入硫酸亞鐵，可有效地把以絡合物形式存在的金屬離子置換出來，并添加氫氧化鈉調節(jié)pH至10左右，將可溶的絡合銅轉化成難溶的銅鹽，然后加入絮凝劑PAM進行絮凝反應，使用高分子絮凝劑來吸附污水中的氫氧化銅懸浮粒子，形成易于沉淀的顆粒較大的絮凝體;通入斜板沉淀池進行沉淀，沉淀下來的污泥排出后，同時上清液經過砂濾器過濾處理后進入濾液收集池，再定量進入1#處理系統(tǒng)pH調節(jié)池中經pH調節(jié)至6～9后排放。
(7)含鎳廢水W7：含鎳廢水主要來自于鍍鎳工序，鍍鎳廢液及鍍鎳工序第一道漂洗水作為危險廢物處置，其余漂洗水進入預處理系統(tǒng)進行處理，其處理工藝為：置換→絮凝→沉淀→砂濾。其處理過程為：調節(jié)pH至3～4后加入硫酸亞鐵，可將大部分以絡合物形式存在的鎳離子置換出來，加堿調節(jié)pH至10后形成氫氧化鎳沉淀，加入絮凝劑PAM進行絮凝反應，以使廢水中的氫氧化鎳懸浮小顆粒生成易沉降的大顆粒，再進入斜板沉淀池中進行沉淀使泥水分離，絮凝沉淀過程去除大部分鎳離子，同時對廢水中的絡合物有一定的凈化作用，從而降低廢水中的CODCr。沉淀下來的污泥排出后，上清液根據(jù)含鎳的情況選擇性加入少量的破絡劑，進一步破壞絡合物，使絡合的鎳離子釋放出來，便于形成沉淀，經過砂濾器過濾處理后進入濾液收集池，最終進入1#處理系統(tǒng)pH調節(jié)池中經pH調節(jié)至6～9后排放。
(8)含氰廢水W8：主要來自于鍍金工序，鍍金藥液含有一定量的氰化亞金鉀，鍍金的第一道水洗，使用槽內的非流動水漂洗，當該槽漂洗水中所含金氰成份達到一定濃度時，與含氰電鍍廢液送交有資質單位進行處置(可回收金)，其余的漂洗廢水送往預處理設施處理，預處理工藝為：調節(jié)pH→破氰(氧化)。其處理過程為：使用氫氧化鈉調節(jié)pH值至10，投加次氯酸鈉生成堿性氯化物，最終將氰化物(CN-)氧化為二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)。再將反應后的廢水定量平均泵送至絡合廢水儲存池，進行進一步深度處理，去除廢水中的金屬離子。
3.3 污泥處理
根據(jù)《國家危險廢物名錄》(2016年版)，該企業(yè)廢水處理過程中沉淀污泥屬于“HW17表面處理廢物”類危險廢物，經壓濾機脫水后暫存廢水處理站的儲泥池內，定期交有資質單位處置。
4、調試運行效果
4.1 第一類污染物車間排口達標排放可行性
(1)單位產品基準排水量該企業(yè)設計產能為9萬平方米/年，每塊電路板正反兩面均需要電鍍，鍍件鍍層面積以產品產能的2倍計，含鎳廢水處理設施新增排水量為5.5m3/d(即1650m3，年工作300天)，則該企業(yè)單位產品實際排水量為9.2L/m2(鍍件鍍層)，低于單位產品基準排水量200L/m2(鍍件鍍層)。
(2)總鎳達標排放可行性分析
根據(jù)該企業(yè)竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測報告，含鎳廢水達標分析見表3。
由表3可知，該企業(yè)生產廢水中總鎳排放濃度滿足《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)限值要求，可以達標排放。
4.2 綜合廢水處理達標可行性論證
根據(jù)該企業(yè)竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測報告，綜合廢水達標分析見表2。
由表2可知，該企業(yè)生產廢水經污水處理站處理后，出水水質能滿足《污水綜合排放標準》(DB12/356-2018)三級要求，可以達標排放。
5、結語
(1)印刷電路板生產廢水按性質一般可分為八類，各類廢水水質差異較大，宜采取“分類收集—分質預處理—綜合處理”的處理工藝。
(2)對含鎳廢水進行“置換→絮凝→沉淀→砂濾”預處理后，總鎳排放濃度滿足《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)限值要求，可以實現(xiàn)達標排放。
(3)對高濃度有機廢水、一般有機廢水、酸堿廢水、含銅廢水、絡合廢水、含氰廢水分別進行相應的預處理，再定量泵送至綜合廢水處理系統(tǒng)，經綜合處理系統(tǒng)進行進一步處理后，可確保外排廢水滿足《污水綜合排放標準》(DB12/356-2018)三級要求。
(4)印刷電路板生產廢水處理污泥屬于危險廢物，合理暫存后交有資質單位處置。
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