印刷线路板生产废水处理工艺

    印刷线路板(PCB)生产过程会产生大量有毒有害废水，该废水种类繁多、成分复杂、可生化性差、有机物浓度高，如直接排放将造成严重污染。PCB生产废水性质不同且污染程度不同，含有多种重金属及络合剂，故针对不同废水需按照“分质分类"原则处理，使废水排放满足相应标准，即满足《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)表2中水污染物浓度限值要求及《污水综合排放标准》(GB8978—1996)表4中一级标准要求。

    1、废水水质

    某印刷线路板企业主要从事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、刷磨废水、含镍废水、含氰废水等，水质水量情况如表1所示。

    2、各类废水处理工艺及说明

    2.1一般水洗废水

    一般水洗废水包括一般清洗废水和综合废水。一般清洗废水产自PCB酸洗及微蚀后的水洗、电镀铜后水洗等工序，污染物成分较单一，主要为无机盐类。综合废水主要为含Cu2+、Ni2+等复杂金属离子、多种表面活性剂及有机酸、碱的废水，如除油后、中和后及棕化后等工序的清洗废水。一般水洗废水pH在2～4，将pH调至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，浓水流入有机废水收集池进行物化—生化处理。一般水洗废水处理工艺流程见图1。

    2.2油墨废水

    油墨废水呈碱性，主要污染物为CODCr，且浓度很高。采用酸化—凝聚法对废水进行预处理，将废水泵入序批式酸析池内，酸析池内设pH自动控制仪表控制加酸量，使酸析池内pH维持在2~3，油墨废水中的树脂在酸性条件下析出密度较水轻的浓胶状凝聚物，易与水分离，进入沉淀池后浮渣排入膜浓液池，产生的污泥由气动隔膜泵打入板框压滤机进行压滤，废水中的油墨及悬浮物截留于板框压滤机内，滤液则重新排入膜浓液池中。油墨废水的处理工艺流程如图2所示。

    2.3有机废水

    有机废水包括车间排放的含有机物废水及棕化、抗氧化、蓬松等工序后续清洗废水，污染因子成分复杂，含有较高浓度的络合Cu2+及CODCr、NH3-N。采用微电解工艺先破除络合物，去除有机物，提高废水的可生化性，再进入生化系统进行深度处理，保证废水的达标排放。有机废水处理工艺流程如图3所示。

    2.4络合废水

    络合废水产生于化学沉铜和碱性蚀刻工序后续清洗废水，该类废水含有较多的重金属离子且需要经过破络处理，主要采用破络+混凝沉淀工艺进行处理。先用泵将废水打入破络池，添加FeSO4进行一级反应，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，再经生化池及MBR池处理达标排放。络合废水的处理工艺流程如图4所示。

    2.5刷磨废水

    刷磨废水产生于PCB刷磨工序，主要污染物为铜粉，经铜粉回收机将铜粉过滤后可回用于刷磨、成型清洗。刷磨废水的处理工艺流程：刷磨废水→集水池→铜粉回收机→回收用于磨刷、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，通过间歇反应池处理然后进行离子交换，再经三级过滤后，通过反渗透处理，最终回用于车间，反渗透浓水经蒸发系统蒸发结晶后交由资质公司处理。含镍废水处理工艺流程见图5。

    2.7含氰废水

    PCB镀金后进行化金处理，之后进行沉金操作将金回收，产生部分含氰废水，此外还包括含氰废气洗涤水。该类废水产生后用专用管道收集至含氰废水收集桶，因废水中的处理完成后通过废水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

    3、主要构筑物

    3.1一般水洗废水处理系统

    收集池1座，尺寸为247m2×3.5m(H)，有效容积865m3。pH调节池1座，尺寸为7.5m2×4.5m(H)，有效容积33.8m3。混凝池1座，尺寸为7.5m2×4.5m(H)，有效容积33.8m3。

    絮凝池1座，尺寸为7.5m2×4.5m(H)，有效容积33.8m3。沉淀池1座，尺寸为78.5m2×4.5m(H)，有效容积353m3。污泥池1座，尺寸80m2×2.0m(H)，有效容积160m3。pH回调池1座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容积280m3。超滤水池1座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容积280m3。回用水池1座，尺寸80m2×3.5m(H)，有效容积280m3。所有构筑物均为RC+FRP结构(钢筋混凝土衬里+纤维增强塑料)。

    3.2油墨废水处理系统

    调节池1座，尺寸为30m2×5.0m(H)，有效容积105m3。pH调节池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容积6.8m3。酸析池1座，尺寸为5m2×4.5m(H)，有效容积20.3m3。pH调节池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容积6.8m3。反应池2座，每座尺寸1.5m2×5.0m(H)，有效容积6.8m3。沉淀池1座，尺寸9.0m2×5.0m(H)，有效容积40m3。污泥池1座，尺寸32m2×2.0m(H)，有效容积60m3。膜浓液池1座，尺寸120m2×3.5m(H)，有效容积400m3。所有构筑物均为RC+FRP结构(钢筋混凝土衬里+纤维增强塑料)。

    3.3有机废水处理系统

    调节池1座，尺寸为140m2×3.5m(H)，有效容积450m3。pH调节池Ⅰ1座，尺寸为6m2×4.5m(H)，有效容积25m3。微电解反应池1座，尺寸为20m2×4.5m(H)，有效容积85m3。pH调节池Ⅱ1座，尺寸为6m2×4.5m(H)，有效容积25m3。混凝池1座，尺寸为6m2×4.5m(H)，有效容积25m3。絮凝池1座，尺寸为6m2×4.5m(H)，有效容积25m3。沉淀池1座，尺寸为63.5m2×4.5m(H)，有效容积270m3。中间池1座，尺寸为18m2×5.5m(H)，有效容积90m3。厌氧池2座，每座尺寸为225m2×7.5m(H)，有效容积1657m3。缺氧池2座，每座尺寸为60m2×5.5m(H)，有效容积320m3。好氧池2座，每座尺寸为270m2×5.5m(H)，有效容积1485m3。MBR反应池2座，每座尺寸为54m2×3m(H)，有效容积135m3。清水池1座，尺寸为18m2×5.5m(H)，有效容积90m3。有机污泥池1座，尺寸为80m2×2.5m(H)，有效容积160m3。所有构筑物均为RC+FRP结构(钢筋混凝土衬里+纤维增强塑料)。

    3.4络合废水处理系统

    收集池1座，尺寸为60m2×3.5m(H)，有效容积200m3。pH调节池Ⅰ1座，尺寸为2.25m2×4.5m(H)，有效容积10m3。破络池1座，尺寸为4.5m2×4.5m(H)，有效容积20m3。pH调节池Ⅱ1座，尺寸为2.25m2×4.5m(H)，有效容积10m3。反应池1座，尺寸为2.25m2×4.5m(H)，有效容积10m3。沉淀池1座，尺寸为15m2×4.5m(H)，有效容积65m3。所有构筑物均为RC+FRP结构(钢筋混凝土衬里+纤维增强塑料)。

    3.5含镍废水处理系统

    调节池1座，尺寸为20m2×3.5m(H)，有效容积60m3。间歇反应池1座，尺寸为4.5m2×5.0m(H)，有效容积20m3。含镍中间池1座，尺寸为20m2×3.5m(H)，有效容积60m3。去镍水池1座，尺寸为10m2×2.0m(H)，有效容积15m3。污泥池1座，尺寸为16m2×2.0m(H)，有效容积30m3。所有构筑物均为RC+FRP结构(钢筋混凝土衬里+纤维增强塑料)。

    4、工艺运行效果分析

    各类废水处理系统调试完毕并稳定运行后，由环境监测部门连续取样监测，结果表明外排水总放排口出水指标均满足GB21900—2008表2中水污染物浓度限值要求及GB8978—1996表4中一级标准要求。总放排口部分出水水质多次取样平均值如表2所示。

    5、成本分析

    该废水处理工程总投资4736万元，各类废水处理量平均为5328.5m3/d。运行费用中，电费为1.65元/m3，药剂费(PAC、PAM、次氯酸钠、破络剂、氢氧化钠等)为0.87元/m3，人工费为0.38元/m3，维护费及其他为0.18元/m3，合计3.08元/m3。

    6、结论

    按照“分质分类"原则，采用合理的处理工艺，最终使PCB废水总排放口出水的CODCr、Cu2+、Ni2+、CN-、NH3-N、TN、TP分别达到17、0.17、0.05、0.001、10.8、17.7、0.885mg/L，出水水质稳定，优于《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)表2中水污染物浓度限值要求及《污水综合排放标准》(GB8978—1996)表4中一级标准要求。该污水处理系统工艺先进、操作便捷、自动化控制程度高。