謝慶文

廣州市奧景環(huán)保技術有限公司

1 前言

“十二五”規(guī)劃對“轉(zhuǎn)型升級，提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力”提出了新的要求，將“全面提高信息化水平作為一個重要的目標，勢必推動電子信息產(chǎn)品的發(fā)展，也為印制電路行業(yè)帶來廣闊的發(fā)展空間，在科技含量及生產(chǎn)數(shù)量上都將有較大的提升。于此同時，“十二五”規(guī)劃明確了“綠色發(fā)展，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的發(fā)展道路，要求“大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟”“推行循環(huán)性生產(chǎn)方式”。

在生產(chǎn)用水方面，面對增效減排的雙重任務，印制電路板行業(yè)若按照現(xiàn)行的傳統(tǒng)技術來發(fā)展，必然是無法減排，而且還要加大排污量，違背國家政策與全球發(fā)展理念。而傳統(tǒng)末端處理的減排技術不足以支撐整個行業(yè)的減排任務，一種突破傳統(tǒng)思維，實現(xiàn)從生產(chǎn)工序源頭減排的創(chuàng)新技術應運而生。

2 印制電路板行業(yè)發(fā)展與企業(yè)用水的相互影響

2.1 行業(yè)發(fā)展對用水的影響

印制電路板正處于“急速發(fā)展”與“轉(zhuǎn)型分化”的時期，這個時期下的特殊情況微妙地改變了行業(yè)內(nèi)的用水狀況。

2.1.1 生產(chǎn)的“規(guī)?；?/p>

PCB行業(yè)逐漸進入“微利時代”，利潤空間不斷壓縮，尤其是以單面板及雙面板等低端板的生產(chǎn)廠商，為維持公司的發(fā)展，只能依靠不斷擴大生產(chǎn)，走“規(guī)模化”的生產(chǎn)路線，而在傳統(tǒng)的技術之下，增產(chǎn)帶來的是用水量的相應增加。

2.1.2 產(chǎn)品的“高端化”

其次，對于轉(zhuǎn)型生產(chǎn)為HDI及高層板的廠商來說，產(chǎn)品的高端化對水質(zhì)要求更加嚴格，往往需要使用純水才能滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。若是低端板企業(yè)，純水用量占總生產(chǎn)用水量可能不到10%，但在高端板企業(yè)中，這個比例往往在50%以上。關鍵的是，純水是由自來水制成的，而且1m3自來水往往只能制得0.7m3DI水，因此轉(zhuǎn)型高端板帶來的是總體生產(chǎn)用水的進一步增加。

2.1.3 行業(yè)范圍內(nèi)的“馬太效應”

再者，PCB行業(yè)內(nèi)“馬太效應”逐漸明顯，越是具有實力的企業(yè)，接到的訂單越多，再加上急速增加的市場對PCB的大量需求，因而個別企業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)爆發(fā)性的增長，而尚欠規(guī)模的企業(yè)，接到的訂單越來越少，逐漸被邊緣化甚至是淘汰。訂單的扎堆讓一部分企業(yè)對生產(chǎn)用水的需求增大，而一部分企業(yè)卻減少了用水，造成了行業(yè)內(nèi)極不平衡的用水分布。

2.2 生產(chǎn)用水對印制電路板行業(yè)發(fā)展的影響

但是，我國目前對水資源的控制指標越來越嚴格，對于PCB行業(yè)來說，首先要完成工信部“到2012年，PCB行業(yè)減少水資源消耗4130萬m3”的目標，其次要實現(xiàn)國家“十二五”規(guī)劃中“單位工業(yè)增加值用水量降低30%”的目標，有數(shù)據(jù)顯示PCB行業(yè)““十二五”期間，將節(jié)約用水3.1658億m3[1]”。因此在全行業(yè)內(nèi)，生產(chǎn)用水不但不能夠增加而且還要大幅度削減。

在地方，每個PCB廠每日廢水排放量是經(jīng)環(huán)保部門批復的，不得超容量排放。在國家嚴格的政策下，環(huán)保部門一方面控制著現(xiàn)有的排污指標，企業(yè)污水排放量只許降，不許增；另一方面政府部門會淘汰效益低下而排污嚴重的企業(yè)，以收回排放指標，引進高端型的新型企業(yè)。因此排污指標已經(jīng)成為一種彌足珍貴的“資源”，而作為這種資源“資源”的實體——水，已經(jīng)深刻地影響著PCB企業(yè)的發(fā)展。

首先，無論是走“規(guī)?；边€是“高端化”的企業(yè)，都無可避免面對用水增加的現(xiàn)實，企業(yè)想要發(fā)展轉(zhuǎn)型，要先考慮如何節(jié)水了。在深圳就出現(xiàn)過企業(yè)在未收到任何通知的情況下被限制供水的情況，對企業(yè)的生產(chǎn)造成嚴重影響。

其次，訂單的扎堆現(xiàn)象造成了“有的企業(yè)排污指標不夠用，有的企業(yè)排污指標用不完”的情況，造成了排污指標這種“資源”的浪費，更加劇了用水與生產(chǎn)之間的矛盾。

因此，生產(chǎn)成本中水不再是“微不足道”，它不單單是“一噸水2、3元錢” 的事情，節(jié)水用水背后是解除產(chǎn)量束縛的巨大潛在價值。

3 用水減量的思維模式

3.1 思維模式分類

當前用水減量的思維模式大致可歸類為2種，即源頭控制、末端治理。

末端治理是較為傳統(tǒng)的節(jié)水技術，它的體現(xiàn)形式是中水回用系統(tǒng)。廢水集中后通過中水回用系統(tǒng)處理后達到一定的水質(zhì)指標，回用到生產(chǎn)線上。

源頭控制著重在用水源頭對用水進行管理控制，通過改變用水模式提高水的利用效果從而達到“用更少的水達到更好的效果”。相對于水的二次利用（即回用），這種技術更注重于水的第一次利用。

3.2 技術應用

3.2.1 末端治理

末端治理在行業(yè)內(nèi)廣為應用，長久以來，我國PCB廢水治理技術一直停留在末端治理基礎上的中水回用技術，因而大多數(shù)人認為水減量只能通過中水回用技術實現(xiàn)。這一技術設備龐大、投入資金量大、耗用土地資源、運行成本居高不下，廢水減量率無法突破70%（以RO為核心的中水回用系統(tǒng)最大產(chǎn)水率為70%），仍有不少于30%的廢水排出。由于這一技術的本身缺陷，以及迫于政府行政管理要求，大多數(shù)企業(yè)并不愿意配置廢水處理回用設備，造成企業(yè)被動接受，壓制廢水處理工程的投入，對廢水處理設施的運行效果和穩(wěn)定性造成不利影響，使目前末端廢水減量治理技術陷入困境。

廣州某家大型PCB生產(chǎn)廠家，由于產(chǎn)品以貫通多層及積層高精度板為主，對水質(zhì)的要求很高。純水用量達到7000m3/d，純水生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的濃水作為回用水利用已經(jīng)過剩。政府部門要求該企業(yè)新增中水回用系統(tǒng)，無疑是不合理的措施。在PCB行業(yè)內(nèi)，尤其是高端板生產(chǎn)企業(yè)，中水回用技術的應用受到了限制，很多時候并不能真正解決企業(yè)的用水問題。

3.2.2 源頭控制

源頭控制的概念由來已久，但目前從事這方面研究的單位較少，真正投入應用的更加是鳳毛麟角。面對目前PCB行業(yè)廢水治理的困境，中水回用技術難以獨立承擔用水減量的重任。廣闊思路，尋找新的切入點，發(fā)展以源頭控制為核心的技術研發(fā)及應用，將加速PCB行業(yè)內(nèi)用水減量技術的發(fā)展。

目前珠三角地區(qū)內(nèi)有個別企業(yè)在用水源頭進行改造，取得良好的節(jié)水效果，除此之外，由于純水使用量以及污水排放量均減少，純水系統(tǒng)以及中水回用系統(tǒng)的負荷也相應降低，企業(yè)取消了新增水處理設備的計劃。

4 源頭控制技術在用水減量中的應用

4.1 技術簡介

在源頭控制的思維模式下，我公司自主研發(fā)出一種“增效減污”的節(jié)水新技術 ——WWT（用水減量及廢水零排放技術，Water Use Reduction and Zero Waster Water Technology），在華南地區(qū)多家PCB生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)取得顯著的節(jié)水效果。

這種技術完全區(qū)別于傳統(tǒng)的中水回用技術，不作任何形式的污水回收處理以及循環(huán)再利用，而是由用水終端工序這一源頭開始，著眼點放在每一個具體的微觀點上，逐一追求水資源最佳利用率，結(jié)合眾多技術，實現(xiàn)水資源在企業(yè)內(nèi)部各終端工序減量。

4.2 技術優(yōu)勢

4.2.1 應用范圍

傳統(tǒng)的中水回用技術產(chǎn)出的回用水質(zhì)一般不能直接滿足印制板的生產(chǎn)，有些企業(yè)只能用于沖廁、綠化、洗地等用途，回用水對于這些企業(yè)來說用處不大，使中水回用技術的應用受到了阻礙。WWT不涉及中水回用，不改變企業(yè)供水水質(zhì)，因此無論在高端板還是低端板生產(chǎn)廠家內(nèi)均有較好的節(jié)水效果。

此外，WWT不與傳統(tǒng)的用水減量技術沖突，可以在企業(yè)已有的節(jié)水基礎上作進一步的提高。同時本技術實行全自動控制，不會受人為因素影響而造成不穩(wěn)定現(xiàn)象影響生產(chǎn)。

4.2.2 經(jīng)濟效益

傳統(tǒng)的用水減量技術設備資金投入大，運行成本高，單位廢水處理費用遠高于單位自來水水價，因此單就用水費用來說，它的投入并不會給企業(yè)帶來相應的利益，也不存在收回成本的時間，只有環(huán)境效益而沒有經(jīng)濟效益，為企業(yè)帶來純成本消耗。

WWT項目是一次投入，運行成本在用水減量階段分為兩個部分，一是自動控制系統(tǒng)的運行電費，由于自動控制系統(tǒng)電耗極低，基本是忽略不計，其次是用水減量后優(yōu)化末端廢水處理使企業(yè)廢水處理量大幅減少。實實在在地為企業(yè)節(jié)省了用水費用，又大量節(jié)約了廢水處理費用，使企業(yè)可在一年內(nèi)回收成本。此外由于自動控制系統(tǒng)都是精細的傳感器件和電動執(zhí)行器件，所以不占用絲毫土地資源。因此WWT在為企業(yè)解除用水指標束縛的同時，能為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。

4.3 應用實例

4.3.1 項目概況

江西某港資大型PCB生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)高密度多層線路板，月產(chǎn)量超過46000 m2。企業(yè)內(nèi)共有11條垂直生產(chǎn)線，用水量為全廠的50%以上，WWT項目的第一期工作主要針對該廠的垂直線進行改造，實現(xiàn)垂直線上節(jié)水50%以上。

4.3.2 方案設計

WWT將取代生產(chǎn)線上原有的供水系統(tǒng)，設計的質(zhì)量直接影響到節(jié)水的效果。同類的生產(chǎn)線盡管大同小異，但是細節(jié)的差異往往影響整個節(jié)水系統(tǒng)的成敗，因此前期的調(diào)研工作顯得格外重要。為設計合理可行的方案，項目組針對企業(yè)11條垂直線的用水情況作了為期一周的調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容為原生產(chǎn)設備狀況：

（1）用水管網(wǎng)圖，調(diào)查供水設備，水處理設備等情況；（2）用水計量系統(tǒng)；（3）生產(chǎn)線實際生產(chǎn)工序以及原設計生產(chǎn)工序圖紙；（4）生產(chǎn)線管道布局；（5）洗水缸內(nèi)管道布局；（6）洗水缸逆流模式；（7）生產(chǎn)線洗水缸的補水模式；（8）生產(chǎn)線用水執(zhí)行指令及工藝用水指令；（9）污水在線回用設備，恒溫設備；（10）生產(chǎn)線供氣系統(tǒng)及供氣模式；（11）生產(chǎn)設備運行程序。

4.3.3 設備定制

WWT已經(jīng)實現(xiàn)了技術的設備化，根據(jù)該技術研發(fā)的WWT專用成套設備（以及簡稱成套設備）綜合了該技術的部分元素。根據(jù)項目設計方案，項目使用了8套成套設備控制該企業(yè)11條垂直生產(chǎn)線，并單獨就每套成套設備進行調(diào)整，以適應生成線的實際要求。此外還重新建立第三級計量系統(tǒng)范圍內(nèi)（即各條生產(chǎn)線）的計量系統(tǒng)，調(diào)整管道排布，完善了用水審計。

4.3.4 數(shù)據(jù)采集

WWT需對用水進行精細的控制，水的每一個指標的改變均將影響用水的效果。在調(diào)試階段，成套設備作為設備應用及數(shù)據(jù)采集平臺，采集水壓、水溫、流量及多個水質(zhì)參數(shù)，讀取生產(chǎn)線的運行狀態(tài)，上傳到數(shù)據(jù)處理平臺進行分析比對，通過反饋的數(shù)據(jù)并結(jié)合企業(yè)實際，工程人員將每組補水作為獨立的個體建立數(shù)學模型，并通過程序運算實時調(diào)整成套設備的運行參數(shù)。

4.3.5 洗缸優(yōu)化

根據(jù)流體力學原理以及各個洗水工序的特殊工藝要求，重新布設洗水缸內(nèi)的水管、氣管，并對水、氣管進行特殊的加工，從而改變洗水模式，優(yōu)化洗水缸內(nèi)水的流動過程，水質(zhì)均勻度以及提高清洗板件的效果，同時由于提高了水對缸內(nèi)壁的清洗作用，缸體內(nèi)壁污染減少，換缸頻率降低。

4.3.6 持續(xù)管理

WWT項目完成并交付使用后，持續(xù)對用水參數(shù)已經(jīng)生產(chǎn)線運行狀況進行采集統(tǒng)計，一方面跟蹤節(jié)水效果；另一方面，由于成套設備替代了原先的供水系統(tǒng)，因而設備的穩(wěn)定與否直接影響到生產(chǎn)，為保障企業(yè)的生產(chǎn)，需持續(xù)記錄系統(tǒng)運行狀況，分析異常情況，及時排除故障點。

4.4 技術成果

2011年4月，企業(yè)內(nèi)部就單條生產(chǎn)線的節(jié)水率進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)結(jié)果如下：

表1 生產(chǎn)線節(jié)水率

同時，查詢該時間段內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量，并未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量異常。數(shù)據(jù)表明WWT在該企業(yè)內(nèi)的應用成果顯著。

5 結(jié)語

水資源已經(jīng)成為約束PCB企業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸，成為企業(yè)擴產(chǎn)的緊箍咒，轉(zhuǎn)變僅靠末端治理的傳統(tǒng)思維，應用新技術從源頭上大幅度減少用水，是用水減量技術發(fā)展的重要途徑。

WWT技術作為一種從源頭解決問題的新思維，在實踐中取得了顯著的成果，為PCB行業(yè)增效減污開創(chuàng)了新的道路。與傳統(tǒng)的廢水處理技術相比，能更加直接有效地實現(xiàn)廢水減量，同時不與傳統(tǒng)技術沖突，能在已有技術基礎上作進一步提高節(jié)水效果。獲得良好環(huán)境效益的同時，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益，為PCB的持續(xù)發(fā)展和增效減污奠定堅實基礎。

[1]中國印制電路行業(yè). 中國印制電路行業(yè)進入新轉(zhuǎn)型增長期[N]. 中國電子報, 2011,3,11(9).