印刷線路板生產(chǎn)廢水處理工藝

　　印刷線路板(PCB)生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害廢水，該廢水種類繁多、成分復(fù)雜、可生化性差、有機(jī)物濃度高，如直接排放將造成嚴(yán)重污染。PCB生產(chǎn)廢水性質(zhì)不同且污染程度不同，含有多種重金屬及絡(luò)合劑，故針對(duì)不同廢水需按照“分質(zhì)分類”原則處理，使廢水排放滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，即滿足《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900―2008)表2中水污染物濃度限值要求及《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)表4中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　1、廢水水質(zhì)

　　某印刷線路板企業(yè)主要從事PCB板的研發(fā)和生產(chǎn)，其生產(chǎn)廢水主要包括一般水洗廢水、油墨廢水、有機(jī)廢水、絡(luò)合廢水、刷磨廢水、含鎳廢水、含氰廢水等，水質(zhì)水量情況如表1所示。

　　2、各類廢水處理工藝及說明

　　2.1 一般水洗廢水

　　一般水洗廢水包括一般清洗廢水和綜合廢水。一般清洗廢水產(chǎn)自PCB酸洗及微蝕后的水洗、電鍍銅后水洗等工序，污染物成分較單一，主要為無機(jī)鹽類。綜合廢水主要為含Cu2+、Ni2+等復(fù)雜金屬離子、多種表面活性劑及有機(jī)酸、堿的廢水，如除油后、中和后及棕化后等工序的清洗廢水。一般水洗廢水pH在2～4，將pH調(diào)至8.0左右進(jìn)行混凝沉淀，去除重金屬離子后進(jìn)入RO反滲透系統(tǒng)，產(chǎn)水可作為生產(chǎn)線用水，濃水流入有機(jī)廢水收集池進(jìn)行物化―生化處理。一般水洗廢水處理工藝流程見圖1。

　　2.2 油墨廢水

　　油墨廢水呈堿性，主要污染物為CODCr，且濃度很高。采用酸化―凝聚法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，將廢水泵入序批式酸析池內(nèi)，酸析池內(nèi)設(shè)pH自動(dòng)控制儀表控制加酸量，使酸析池內(nèi)pH維持在2~3，油墨廢水中的樹脂在酸性條件下析出密度較水輕的濃膠狀凝聚物，易與水分離，進(jìn)入沉淀池后浮渣排入膜濃液池，產(chǎn)生的污泥由氣動(dòng)隔膜泵打入板框壓濾機(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)內(nèi)，濾液則重新排入膜濃液池中。油墨廢水的處理工藝流程如圖2所示。

　　2.3 有機(jī)廢水

　　有機(jī)廢水包括車間排放的含有機(jī)物廢水及棕化、抗氧化、蓬松等工序后續(xù)清洗廢水，污染因子成分復(fù)雜，含有較高濃度的絡(luò)合Cu2+及CODCr、NH3-N。采用微電解工藝先破除絡(luò)合物，去除有機(jī)物，提高廢水的可生化性，再進(jìn)入生化系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，保證廢水的達(dá)標(biāo)排放。有機(jī)廢水處理工藝流程如圖3所示。

　　2.4 絡(luò)合廢水

　　絡(luò)合廢水產(chǎn)生于化學(xué)沉銅和堿性蝕刻工序后續(xù)清洗廢水，該類廢水含有較多的重金屬離子且需要經(jīng)過破絡(luò)處理，主要采用破絡(luò)+混凝沉淀工藝進(jìn)行處理。先用泵將廢水打入破絡(luò)池，添加FeSO4進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)，加堿使池內(nèi)pH維持在10.5左右，加入Na2S進(jìn)行二級(jí)反應(yīng)，加入PAC、PAM進(jìn)行混凝沉淀，上清液排至有機(jī)中間池后，再經(jīng)生化池及MBR池處理達(dá)標(biāo)排放。絡(luò)合廢水的處理工藝流程如圖4所示。

　　2.5 刷磨廢水

　　刷磨廢水產(chǎn)生于PCB刷磨工序，主要污染物為銅粉，經(jīng)銅粉回收機(jī)將銅粉過濾后可回用于刷磨、成型清洗。刷磨廢水的處理工藝流程：刷磨廢水→集水池→銅粉回收機(jī)→回收用于磨刷、成型。

　　2.6 含鎳廢水

　　含鎳廢水來自電鍍鎳清洗，主要污染物為Ni2+、SS等，含鹽量也較低，由專用管道收集至含鎳調(diào)節(jié)池，通過間歇反應(yīng)池處理然后進(jìn)行離子交換，再經(jīng)三級(jí)過濾后，通過反滲透處理，最終回用于車間，反滲透濃水經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶后交由資質(zhì)公司處理。含鎳廢水處理工藝流程見圖5。

　　2.7 含氰廢水

　　PCB鍍金后進(jìn)行化金處理，之后進(jìn)行沉金操作將金回收，產(chǎn)生部分含氰廢水，此外還包括含氰廢氣洗滌水。該類廢水產(chǎn)生后用專用管道收集至含氰廢水收集桶，因廢水中的氰化物濃度極低，所以采用氯化法進(jìn)行處理，即在堿性條件下加入次氯酸鈉將氰化物氧化去除。首先用泵將廢水自儲(chǔ)存桶泵入破氰桶，調(diào)節(jié)pH至10.5~11.5，加入次氯酸鈉并曝氣反應(yīng)2h，將氰化物氧化成氰酸鹽，進(jìn)行第一階段的不完全氧化反應(yīng)。再調(diào)節(jié)pH至7.0~8.0，加入次氯酸鈉并曝氣反應(yīng)2h，將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和氮?dú)?，進(jìn)行第二階段的完全氧化分解反應(yīng)，徹底去除水中的氰化物，處理完成后通過廢水管道排入含氰廢水收集池。

　　2.8 污泥系統(tǒng)工藝流程

　　污泥系統(tǒng)工藝流程如圖6所示

　　3、主要構(gòu)筑物

　　3.1 一般水洗廢水處理系統(tǒng)

　　收集池1座，尺寸為247m2×3.5m(H)，有效容積865m3。pH調(diào)節(jié)池1座，尺寸為7.5m2×4.5m(H)，有效容積33.8m3?；炷?座，尺寸為7.5m2×4.5m(H)，有效容積33.8m3。

　　絮凝池1座，尺寸為7.5m2×4.5m(H)，有效容積33.8m3。沉淀池1座，尺寸為78.5m2×4.5m(H)，有效容積353m3。污泥池1座，尺寸80m2×2.0m(H)，有效容積160m3。pH回調(diào)池1座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容積280m3。超濾水池1座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容積280m3?；赜盟?座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容積280m3。所有構(gòu)筑物均為RC+FRP結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土襯里+纖維增強(qiáng)塑料)。

　　3.2 油墨廢水處理系統(tǒng)

　　調(diào)節(jié)池1座，尺寸為30m2×5.0m(H)，有效容積105m3。pH調(diào)節(jié)池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容積6.8m3。酸析池1座，尺寸為5m2×4.5m(H)，有效容積20.3m3。pH調(diào)節(jié)池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容積6.8m3。反應(yīng)池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容積6.8m3。沉淀池1座，尺寸9.0m2×5.0m(H)，有效容積40m3。污泥池1座，尺寸32m2×2.0m(H)，有效容積60m3。膜濃液池1座，尺寸120m2×3.5m(H)，有效容積400m3。所有構(gòu)筑物均為RC+FRP結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土襯里+纖維增強(qiáng)塑料)。

　　3.3 有機(jī)廢水處理系統(tǒng)

　　調(diào)節(jié)池1座，尺寸為140m2×3.5m(H)，有效容積450m3。pH調(diào)節(jié)池Ⅰ1座，尺寸為6m2×4.5m(H)，有效容積25m3。微電解反應(yīng)池1座，尺寸為20m2×4.5m(H)，有效容積85m3。pH調(diào)節(jié)池Ⅱ1座，尺寸為6m2×4.5m(H)，有效容積25m3?；炷?座，尺寸為6m2×4.5m(H)，有效容積25m3。絮凝池1座，尺寸為6m2×4.5m(H)，有效容積25m3。沉淀池1座，尺寸為63.5m2×4.5m(H)，有效容積270m3。中間池1座，尺寸為18m2×5.5m(H)，有效容積90m3。厭氧池2座，每座尺寸為225m2×7.5m(H)，有效容積1657m3。缺氧池2座，每座尺寸為60m2×5.5m(H)，有效容積320m3。好氧池2座，每座尺寸為270m2×5.5m(H)，有效容積1485m3。MBR反應(yīng)池2座，每座尺寸為54m2×3m(H)，有效容積135m3。清水池1座，尺寸為18m2×5.5m(H)，有效容積90m3。有機(jī)污泥池1座，尺寸為80m2×2.5m(H)，有效容積160m3。所有構(gòu)筑物均為RC+FRP結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土襯里+纖維增強(qiáng)塑料)。

　　3.4 絡(luò)合廢水處理系統(tǒng)

　　收集池1座，尺寸為60m2×3.5m(H)，有效容積200m3。pH調(diào)節(jié)池Ⅰ1座，尺寸為2.25m2×4.5m(H)，有效容積10m3。破絡(luò)池1座，尺寸為4.5m2×4.5m(H)，有效容積20m3。pH調(diào)節(jié)池Ⅱ1座，尺寸為2.25m2×4.5m(H)，有效容積10m3。反應(yīng)池1座，尺寸為2.25m2×4.5m(H)，有效容積10m3。沉淀池1座，尺寸為15m2×4.5m(H)，有效容積65m3。所有構(gòu)筑物均為RC+FRP結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土襯里+纖維增強(qiáng)塑料)。

　　3.5 含鎳廢水處理系統(tǒng)

　　調(diào)節(jié)池1座，尺寸為20m2×3.5m(H)，有效容積60m3。間歇反應(yīng)池1座，尺寸為4.5m2×5.0m(H)，有效容積20m3。含鎳中間池1座，尺寸為20m2×3.5m(H)，有效容積60m3。去鎳水池1座，尺寸為10m2×2.0m(H)，有效容積15m3。污泥池1座，尺寸為16m2×2.0m(H)，有效容積30m3。所有構(gòu)筑物均為RC+FRP結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土襯里+纖維增強(qiáng)塑料)。

　　4、工藝運(yùn)行效果分析

　　各類廢水處理系統(tǒng)調(diào)試完畢并穩(wěn)定運(yùn)行后，由環(huán)境監(jiān)測(cè)部門連續(xù)取樣監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明外排水總放排口出水指標(biāo)均滿足GB21900―2008表2中水污染物濃度限值要求及GB8978―1996表4中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。總放排口部分出水水質(zhì)多次取樣平均值如表2所示。

　　5、成本分析

　　該廢水處理工程總投資4736萬元，各類廢水處理量平均為5328.5m3/d。運(yùn)行費(fèi)用中，電費(fèi)為1.65元/m3，藥劑費(fèi)(PAC、PAM、次氯酸鈉、破絡(luò)劑、氫氧化鈉等)為0.87元/m3，人工費(fèi)為0.38元/m3，維護(hù)費(fèi)及其他為0.18元/m3，合計(jì)3.08元/m3。

　　6、結(jié)論

　　按照“分質(zhì)分類”原則，采用合理的處理工藝，最終使PCB廢水總排放口出水的CODCr、Cu2+、Ni2+、CN-、NH3-N、TN、TP分別達(dá)到17、0.17、0.05、0.001、10.8、17.7、0.885mg/L，出水水質(zhì)穩(wěn)定，優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900―2008)表2中水污染物濃度限值要求及《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)表4中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。該污水處理系統(tǒng)工藝先進(jìn)、操作便捷、自動(dòng)化控制程度高。(來源：南昌大學(xué)資源環(huán)境與化工學(xué)院鄱陽湖環(huán)境與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西水利職業(yè)學(xué)院，江西省科學(xué)院鄱陽湖研究中心)