文_呂莉梅 福建省龍巖市武平縣人民政府辦公室
印制電路板是電子元器件電氣連接的提供者,主要用于電子科技產(chǎn)品。按照電路板層數(shù)可細(xì)分為單面板、雙面板、多層板等,其主要優(yōu)點在于顯著減少裝配和布線的差錯,大大提高了自動化水平和生產(chǎn)效率。隨著近些年來電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,直接提高了印制電路板的需求。
由于勞動力成本、運輸成本以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)鏈完善的原因,全球印制電路板產(chǎn)業(yè)不斷向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場優(yōu)勢,已經(jīng)成為全球最重要的印制電路板生產(chǎn)基地。當(dāng)前我國印制電路板制造行業(yè)發(fā)展迅速,產(chǎn)值與產(chǎn)量均已居世界第一。而在國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)對印制電路板大量需求的帶動下,我國的印制電路板產(chǎn)業(yè)仍然會以高增長率持續(xù)攀升。
印制電路板行業(yè)生產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長,尤其產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜,給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力。印制電路板廢水中含有重金屬元素(多以離子或絡(luò)合離子形式存在)、有機高分子化合物及有機添加劑,處理難度較大。我國從事印制電路板廢水治理的歷史不是很長,治理工藝技術(shù)沒有其他工業(yè)廢水處理技術(shù)成熟,管理和技術(shù)上還缺乏較為可靠的理論實踐與支持。本文結(jié)合某印制電路板污水處理廠,對污水處理廠提標(biāo)改造提出建議措施,希望通過這一典型案例,為后續(xù)新建印制電路板污水處理廠設(shè)計提供建議、減少彎路;同時為解決現(xiàn)行污水處理廠的提標(biāo)改造提供參考。
某印制電路板污水處理廠(以下簡稱“污水廠”)是印制電路板工業(yè)園區(qū)配套而建的專業(yè)廢水處理廠,收集處置園區(qū)印制電路板企業(yè)生產(chǎn)廢水,把控著園區(qū)重金屬處置的最后一道關(guān),設(shè)計處理規(guī)模為4000m3/d,采用“預(yù)處理+物化+AAO脫氮除磷二級生化處理”工藝,出水執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)表2標(biāo)準(zhǔn)。隨著印制電路板企業(yè)的迅速發(fā)展,污水廠從處理規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)等方面已無法滿足園區(qū)印制電路板企業(yè)的發(fā)展要求。因此,為推動園區(qū)印制電路板產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展,提升印制電路板企業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢,結(jié)合園區(qū)規(guī)劃環(huán)評要求,污水廠提標(biāo)改造勢在必行,提升污染物處理能力,減少各污染物排放總量?;谝陨锨闆r,污水廠決定進行提標(biāo)改造,處理規(guī)模為6000m3/d(含2000m3/d的回用水)。
印制電路板廢水水質(zhì)復(fù)雜,主要包括含酸廢水、油墨廢水、絡(luò)合廢水、含鎳廢水、含氰廢水、綜合廢水等。酸性廢水、堿性廢水來源于脫脂、微蝕、酸洗等生產(chǎn)線,清洗廢水來源于內(nèi)、外層前處理、DES和沉銅等生產(chǎn)線,這三類廢水主要含有離子態(tài)銅離子;銅氨絡(luò)合廢水來源于沉銅、電鍍和蝕刻等生產(chǎn)線,主要含有高濃度絡(luò)合態(tài)銅離子;有機廢水主要產(chǎn)生于顯影、去膜、棕化等生產(chǎn)線,有機物含量高,可生化性差;含鎳廢水產(chǎn)生于鍍鎳生產(chǎn)線,同時會伴隨含氰廢水的產(chǎn)生和排放。
針對現(xiàn)有處理工藝中存在的問題,本項目的提標(biāo)改造方案主要從提標(biāo)和回用兩個方面來解決。提標(biāo)系統(tǒng)基于節(jié)能減排、降低能耗的原則,對線路板廢水分質(zhì)進行分流收集和處理,首先通過預(yù)處理,將不同性質(zhì)的廢水分別進行物化,去除廢水中的氰離子、重金屬離子等污染物;然后將預(yù)處理所得廢水排入生化系統(tǒng),將原工藝“AA/O+二沉池”工藝升級為“AA/O+MBR”工藝,保證出水水質(zhì)達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)中表三的排放標(biāo)準(zhǔn)?;赜孟到y(tǒng)采用“超濾+反滲透”工藝,提標(biāo)系統(tǒng)排放的廢水經(jīng)反滲透膜過濾,產(chǎn)水達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)中水回收利用;濃縮水采用“高效沉淀池+反硝化生物濾池+臭氧氧化”工藝。
印制電路板廢水中第一類污染物需在車間或生產(chǎn)設(shè)施排放口處理達(dá)標(biāo),其余污染物經(jīng)企業(yè)預(yù)處理后分質(zhì)分流進入園區(qū)污水處理廠,針對不同類別的廢水,其相關(guān)處理工藝探究如下。
3.2.1 綜合廢水
綜合廢水一般呈酸性,pH值在3~5,主要污染物有銅離子、COD、氨氮、SS等。綜合廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池后提升至pH調(diào)整池,控制pH將重金屬沉淀,pH調(diào)整池出水經(jīng)過混凝絮凝池進入沉淀池將污泥沉淀,排出污泥進入含重金屬污泥處理系統(tǒng)脫水處理,沉淀池上清液進入生化調(diào)節(jié)池混合。
3.2.2 油墨廢水
由于油墨廢水中的有機物濃度較高,第一步需要對其進行酸析,這是因為在酸性條件下,加入聚鐵后可以使廢水中的有機廢液固化形成膠體狀物質(zhì)。將廢酸液與油墨廢水一同處理,減少酸的使用量。油墨廢水中有一定量的絡(luò)合銅,所以酸析混凝沉淀后的有機廢水引入絡(luò)合廢水處理系統(tǒng)進行破絡(luò)、銅去除處理。第二步進行中和,在中性條件下混凝沉淀去除,沉渣通過壓濾機進行固液分離。處理后的廢液含有的高濃度COD,進入生化系統(tǒng)采用混凝沉淀-接觸氧化法去除。
3.2.3 絡(luò)合銅廢水
絡(luò)合銅廢水中含銅氨絡(luò)合物、EDTA、COD等化合物,由于這些化合物其比銅離子更穩(wěn)定,無法直接加入強堿形成氫氧化銅沉淀物,因此需要利用相對穩(wěn)定的沉淀劑或破壞配位體結(jié)構(gòu),將銅離子釋放出來,然后再處理游離態(tài)的銅離子以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)的工藝做法為,首先絡(luò)合廢水進入絡(luò)合廢水調(diào)節(jié)池,再通過提升泵將其提升至pH調(diào)整池一進行pH調(diào)整,進入破絡(luò)反應(yīng)池破絡(luò)后,進入pH調(diào)整池二調(diào)節(jié)廢液的pH值,目的是將銅離子沉淀。銅離子通過混凝池、絮凝池進入沉淀池沉淀,污泥進入含重金屬污泥處理系統(tǒng)進行脫水處理,沉淀池上清液進入生化調(diào)節(jié)池混合。
3.2.4 含鎳廢水
含鎳廢水一般呈弱酸性,pH值在3~5,鎳離子濃度為10mg/L,其處理方法主要是化學(xué)沉淀法。含鎳廢水量單獨收集后,先加堿調(diào)節(jié)pH值至11,然后混凝沉淀。確保Ni離子在預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)達(dá)標(biāo)。
3.2.5 含氰廢水
含氰廢水一般呈堿性,pH值在7~11,氰化物濃度在50~80mg/L。含氰廢水進入含氰廢水調(diào)節(jié)池,經(jīng)提升泵提升至間歇破氰反應(yīng)池處理,破氰完成后進入綜合廢水調(diào)節(jié)池混合。
3.2.6 游離態(tài)銅離子
游離態(tài)的銅離子宜采用沉淀法進行處理。通過加入強堿性物質(zhì)使其成為氫氧化銅沉淀或者加入其它可以與Cu2+結(jié)合生成難溶于水的沉淀物,以達(dá)到與水相分離的目的。
線路板廢水經(jīng)達(dá)標(biāo)排放處理后進入出水排放池,用泵將出水輸送至砂濾罐進行預(yù)處理,砂濾罐反洗水進入污泥處理系統(tǒng),用泵將砂濾罐產(chǎn)水泵入中間水池,經(jīng)超濾系統(tǒng),然后進入反滲透系統(tǒng)進行濃縮,然后再進入清水池待回用。濃水經(jīng)過中間水池與超濾反洗水輸送至高密池沉淀后去除銅離子和部分硬度,高密池污泥進入污泥處理系統(tǒng),高密池產(chǎn)水經(jīng)反硝化生物濾池去除部分COD和硝氮,反硝化反洗水進入污泥處理系統(tǒng),反硝化濾池產(chǎn)水進入排放水池,達(dá)標(biāo)排放。
印制電路板廢水中含有重金屬元素、有機高分子化合物及有機添加劑,處理工藝復(fù)雜、難度大。結(jié)合具體案例,介紹了印制電路板廢水種類,并分析了其處理工藝中存在的問題,為印制電路板污水處理廠提標(biāo)改造提出建議措施。