【清慧研习社】印刷线路板生产废水处理的应用研究

印制电路板（PCB）的生产过程会产生大量有毒有害废水。该废水类型多样、成分复杂、可生化性差、有机物浓度高。如果直接排放，会造成严重污染。 PCB生产废水性质不同，污染程度不同，含有多种重金属和络合剂。因此，不同的废水需要按照“质量分级”的原则进行处理，使废水排放达到相应的标准，即满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）表2浓度要求灰水污染物限量及《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）表4二级标准要求。

废水水质

某印刷电路板公司主要从事PCB板的研发和生产。其生产废水主要包括一般水洗废水、油墨废水、有机废水、络合废水、刷涂废水、含镍废水、含氰废水等，水质及水量如下：如表1所示。

工艺调试

2.1 一般洗涤废水

一般洗涤废水包括一般洗涤废水和综合废水。一般清洗废水是PCB酸洗及微蚀、镀铜后水洗等工序产生的。污染物成分比较单一，以无机盐为主；综合废水主要含有Cu2+、Ni2+等复杂金属离子以及各种表面。活性剂及有机酸、碱产生的废水，如除油、中和、褐变后的清洗废水。一般洗涤废水的pH在2～4之间，调节pH至8.0左右进行混凝沉淀。去除重金属离子后，进入RO反渗透系统。产水可作为生产线用水，浓缩水流入有机废水收集池进行物理、化学、生化处理。洗涤废水处理的一般工艺流程如图1所示。

2.2 油墨废水

油墨废水呈碱性，主要污染物为CODCr，浓度较高。采用酸化-混凝法对废水进行预处理，废水泵入序批式酸沉池。酸沉罐内安装pH自动控制仪，控制酸的添加量，使酸沉罐内的pH保持在2~3。在酸性条件下，树脂沉淀出密度比水轻的浓稠凝胶状团聚体，易于与水分离。浮渣进入沉淀池后排入膜浓缩池，产生的污泥由气动隔膜泵打入板框压滤机。压滤时，废水中的油墨和悬浮物被板框压滤机截留，滤液排回膜浓缩池。油墨废水处理工艺流程如图2所示。

2.3 有机废水

有机废水包括车间排出的有机废水以及后续褐变、抗氧化、绒毛等工序的清洗废水。污染因子复杂，含有高浓度的络合Cu2+、CODCr、NH3-N。采用微电解工艺首先打破络合物，去除有机物，提高废水的可生化性，然后进入生化系统进行深度处理，确保废水达到排放标准。有机废水处理工艺流程如图3所示。

2.4 复杂废水

化学沉铜和碱性蚀刻工艺的后续清洗废水产生复杂废水。这类废水含有大量重金属离子，需要进行络合破壁处理。主要采用络合破碎+混凝沉淀工艺进行处理。先用泵将废水打入络合破池，加入FeSO4进行初级反应，加碱使池内pH维持在10.5左右，加入Na2S进行二级反应，加入PAC、PAM进行混凝，沉淀，上清液排至有机中间池后，再进入生化池和MBR池处理，达到排放标准。复杂废水处理工艺流程如图4所示。

2.5 刷涂废水

涂刷废水是PCB涂刷过程中产生的。主要污染物为铜粉。铜粉经铜粉回收机过滤后，可重新用于刷涂和成型清洗。刷涂废水处理工艺流程：刷涂废水→收集池→铜粉回收机→回收研磨成型。

2.6 含镍废水

含镍废水来自电镀镍清洗。主要污染物为Ni2+、SS等，含盐量也较低。由专用管道收集至含镍调节池，经过间歇反应池处理后进行离子交换，再经过三级过滤。，经过反渗透处理，最后在车间回用。反渗透浓水经蒸发系统蒸发结晶后交由有资质的公司进行处理。含镍废水处理工艺流程如图5所示。

2.7 含氰废水

PCB镀金后，进行金化学处理，然后进行浸金操作以回收金，除了含氰废气洗涤水外，还产生一些含氰废水。此类废水通过专用管道收集至含氰废水收集桶中。由于废水中氰化物浓度极低，采用氯化法进行处理，即在碱性条件下加入次氯酸钠，氧化去除氰化物。首先用泵将储存桶中的废水泵入破氰桶，调节pH至10.5~11.5，加入次氯酸钠曝气2小时，将氰化物氧化成氰酸盐，然后进行第一阶段不完全氧化反应; 调节pH至7.0~8.0，加入次氯酸钠，曝气2小时，使氰酸盐进一步氧化分解为二氧化碳和氮气。进行第二阶段完全氧化分解反应，彻底去除水中的氰化物。处理完成后，废水经管道排入含氰废水收集池。

2.8 污泥系统工艺流程

污泥系统工艺流程如图6所示。

主要结构

3.1 一般洗涤废水处理系统

收集池1个，尺寸247 m2×3.5 m（H），有效容积865 m3； pH调节池1个，尺寸7.5 m2×4.5 m（H），有效容积33.8 m3；混凝池1个，尺寸为7.5 m2×4.5 m（H），有效容积为33.8 m3；絮凝池1个，尺寸7.5 m2×4.5 m（H），有效容积33.8 m3；沉淀池1座，尺寸78.5 m2×4.5 m（H）），有效容积353 m3；污泥池1个，尺寸80 m2×2.0 m（H），有效容积160 m3； pH回调池1个，尺寸80 m2×3.5 m（H），有效容积280 m3；过滤池1个，尺寸80 m2×3.5 m（H），有效容积280 m3；回用池一座，尺寸80 m2×3.5 m（H），有效容积280 m3。所有结构均为RC+FRP结构（钢筋混凝土衬砌+纤维增强塑料）。

3.2 油墨废水处理系统

调节池1个，尺寸30m2×5.0m（H），有效容积105m3； pH调节池2个，每个尺寸1.5 m2×5.0 m（H），有效容积6.8 m3；酸沉池1个，尺寸5 m2×4.5 m（H），有效容积20.3 m3； pH调节池2个，尺寸1.5 m2×5.0 m（H），有效容积6.8 m3；反应罐2个，每个尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容积6.8m3；沉淀池1个，尺寸9.0 m2×5.0 m（H），有效容积40 m3；污泥池1个，尺寸32 m2×2.0 m（H），有效容积60 m3；膜浓缩罐1个，尺寸120 m2×3.5 m（H），有效容积400 m3。所有结构均为RC+FRP结构（钢筋混凝土衬砌+纤维增强塑料）。

3.3 有机废水处理系统

调节池1个，尺寸140 m2×3.5 m（H），有效容积450 m3； pH调节池I 1个，尺寸6 m2×4.5 m（H），有效容积25 m3；微电解反应槽1个，尺寸20 m2×4.5 m（H），有效容积85 m3； pH调节池II 1个，尺寸6 m2×4.5 m(H)，有效容积25 m3；混凝池1个，尺寸6m2×4.5m(H)，有效容积25m3；絮凝池1个，尺寸6 m2×4.5 m（H），有效容积25 m3；沉淀池1个，尺寸63.5 m2×4.5 m（H），有效容积270 m3；中间罐1个，尺寸18 m2×5.5 m（H），有效容积90 m3；厌氧池2个，每个池尺寸225 m2×7.5 m（H），有效容积1 657 m3；缺氧池有2个，每个池尺寸为60 m2×5.5 m（H），有效容积为320 m3；好氧池2个，每个池尺寸270 m2×5.5 m（H），有效容积1 485 m3； MBR反应池2个，每个池尺寸为54 m2×3 m（H），有效容积为135 m3；清水箱1个，尺寸18 m2×5.5 m（H），有效容积90 m3；有机污泥池1个，尺寸为80 m2×2.5 m（H），有效容积160 m3。所有结构均为RC+FRP结构（钢筋混凝土衬砌+纤维增强塑料）。

3.4 复杂的废水处理系统

收集罐1个，尺寸60 m2×3.5 m（H），有效容积200 m3； pH调节池I 1个，尺寸2.25 m2×4.5 m（H），有效容积10 m3；破碎池1个，尺寸为4.5 m2×4.5 m（H），有效容积20 m3； pH调节池II 1个，尺寸2.25 m2×4.5 m（H），有效容积10 m3；反应罐1个，尺寸2.25 m2×4.5 m（H），有效容积10 m3；沉淀池1个，尺寸15 m2×4.5 m（高），有效容积65 m3。所有结构均为RC+FRP结构（钢筋混凝土衬砌+纤维增强塑料）。

3.5 含镍废水处理系统

调节池1个，尺寸20m2×3.5m（H），有效容积60m3；间歇反应罐1座，尺寸4.5 m2×5.0 m（H），有效容积20 m3；含镍中间罐1座，尺寸为20 m2×3.5 m（H），有效容积为60 m3；除镍槽1个，尺寸10m2×2.0m(H)，有效容积15m3；污泥池1个，尺寸16 m2×2.0 m（H），有效容积30 m3。所有结构均为RC+FRP结构（钢筋混凝土衬砌+纤维增强塑料）。

流程运行效果分析

各废水处理系统调试稳定运行后，环境监测部门进行连续采样监测。结果表明，外排水口出水指标均满足GB 21900-2008表2和GB 8978-1996表4中一级标准要求的灰水污染物浓度限值要求。出水水质多个样品的平均值如表2所示。

成本分析

该废水处理工程总投资4736万元，各类废水平均处理能力5328.5m3/d。运营费用中，电费1.65元/m3，化学品费（PAC、PAM、次氯酸钠、复合破胶剂、氢氧化钠等）0.87元/m3，人工费0.38元/m3，维护费及其他为0.18元。 /m3，共计3.08元/m3。

综上所述

按照“质量分级”原则，采用合理的处理工艺，PCB废水主排放口CODCr、Cu2+、Ni2+、CN-、NH3-N、TN、TP最终达到17、0.17、0.05、分别为 0.001 和 10.8。、17.7、0.885mg/L，出水水质稳定，优于《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）表2精制水污染物浓度限值要求及《污水综合排放标准》（GB 8978-1996） ) 表4：二级标准要求。该污水处理系统技术先进、操作方便、自动化控制程度高。

来源 | 清辉环保

编辑| 小玉