一種線路板廢水處理工藝

王偉明

(佛山市高明科朗環保科技有限公司，廣東 佛山 528500)

印制電路板(Printed Circuit Board，簡稱為PCB)是信息電子工業最基本的構件，屬于電子元器件行業中的電子元件產業。PCB廢水指印刷電路板制作過程(包含照相制板、印刷、蝕刻、電鍍及化學電鍍等)程序中產生的廢水[1]。我國PCB行業的總廢水量從2007年的2.78～3.36億噸增長到了2010年的約6億噸[2]。PCB生產工藝復雜，用水量大，使用的原料種類多，產污環節多，導致廢水成分復雜，含有多種以離子及絡合離子形式存在的重金屬、有機高分子化合物及各種有機添加劑，廢水毒性大，是較難處理的工業廢水之一[3]。我國在PCB廢水處理工藝技術不及其他工業廢水處理技術成熟，存在廢水分流不徹底和治理工藝不完善的現象。Cu穩定達到0.5 mg/L標準非常難，PCB廢水的生化處理不易控制，整體處理技術還不完全成熟[4-5]。PCB廢水治理方法經歷了從最初只注重重金屬污染物的去除，到目前的全因子達標監控的過程，氨氮、CODCr等污染物的去除也成為PCB廢水治理的重點。針對目前我國環境投資和管理的情況，PCB廢水的治理技術(或工藝)優化組合，對于降低投資和節約運行成本都具有重要意義。

1 基本設計參數

本項目為某公司PCB廢水處理工程項目，該廠生產多層印刷線路板。本設計以該廠生產的廢水為對象，結合其線路板廢水的水量和水質特點，提出處理工藝，使廢水能夠穩定達標排放。根據提供的資料，污水處理系統總設計水量為1000 t/d，每天24 h連續運行，則設計小時流量為42 m3/h，進水水質如表1所示。污水處理系統出水執行廣東省地方《電鍍水污染物排放標準》(DB 44/1597-2015)標準。

表1 主要設計進水、出水水質表

2 PCB廢水處理工藝確定

線路板廢水污染物種類多，成分復雜，須按水質分類處理，分別預處理，以廢治廢。各類廢水的主要污染物各有差異，按照污染物的不同將廢水進行分類處理，既可以節省運行費用，也有利于提高處理效果。現把各產污環節產生的廢水歸于以下8類廢水：磨板廢水、電鍍廢水、低濃度清洗廢水、高濃度有機廢水、低濃度有機廢水、絡合廢水、濃酸廢液、濃堿廢液。酸性蝕刻液、堿性蝕刻液、NPS微蝕液、含銅廢液、沉銅廢液、電鍍錫母液、廢剝錫母液交予回收商進行處理，不納入本次設計范圍。

結合各廢水的特點，本設計將磨板廢水、電鍍廢水、低濃度有機廢水、低濃度清洗廢水一并進行沉淀預處理，對高濃度有機廢水進行酸析預處理，對絡合廢水進行破絡沉淀，預處理后的各類廢水匯總進入深度處理系統。

對于難生物降解有機物，采用生物處理技術很難達到理想的處理效果。由于高級氧化技術可以有效的改變有機物結構，提高其可生化性，因此越來越多的研究者[6，7]將高級氧化與生化聯用技術處理難生物降解的工業有機廢水。該技術將化學氧化和生物氧化技術有機結合起來，高級氧化作為預處理，其處理費用大大降低，通過后續的生物處理保證處理的高效性，充分利用了各自的優勢，從而達到相互補充的效果。

在高級氧化技術中，Fenton是最常用的高級氧化技術，可無選擇氧化水中大部分有機物。Fenton氧化完成后調節廢水pH，使廢水呈弱堿性，鐵離子在弱堿性的環境下形成鐵鹽絮狀沉淀，可將廢水中剩余有機物和重金屬吸附沉淀下來，因此Fenton氧化實際是化學氧化和吸附混凝的共同作用。

因此，基于Fenton氧化和曝氣生物濾池工藝特點適合本設計水質特點，現確定深度處理系統采用Fenton+曝氣生物濾池(BAF)組合工藝。廢水經Fenton氧化絮凝后，可生化性得到一定提高，后續進行曝氣生物濾池生化處理，進一步去除有機物，使出水穩定達標。

3 工藝流程說明

圖1 PCB廢水處理工藝流程圖

工藝流程圖如圖1所示，高濃度有機廢水經過收集后，泵送至酸析池。利用廢酸調節pH至2～3，高濃度有機廢水中的感光膜在酸性條件下析出成濃膠狀凝聚物，浮于水面。廢水中COD和懸浮物得到大量去除，酸析后廢水匯入調節池2，進行下一級處理。

絡合廢水收集后，泵送至絮凝沉淀一體化池。由于水量較少，該預處理實行間歇運行，一天運行一次。分步投加重金屬捕集劑、PAM，去除廢水中銅離子，為后續生化創造合適的處理條件，混凝沉淀后的廢水匯入調節池2，進入深度處理系統。

磨板廢水、電鍍廢水、低濃度清洗廢水、低濃度有機廢水匯入調節池1，然后泵送至快混池，分布投加廢堿、重金屬捕集劑，重金屬捕集劑與廢水中的銅離子形成難溶于水的螯合物，隨后廢水自流至慢混池，在慢混池中投加PAM，使細小的難溶于水的螯合物形成疏松的絮狀物，在沉淀池中與廢水分離。沉淀后的廢水自流到調節池2。

經過預處理的3股廢水在調節池2混合，均化水質水量，隨后泵送至Fenton氧化系統。投加廢酸調節廢水pH至4～6之間，然后投加硫酸亞鐵和雙氧水。亞鐵離子在酸性條件下催化雙氧水，使之產生強氧化能力的羥基自由基。在羥基自由基的作用下，廢水中難生物降解有機物的結構被破壞，轉化為小分子有機物。然后廢水進入Fenton絮凝池，投加廢堿，將廢水的pH調節至7～8，然后投加PAM助凝劑，廢水中形成氫氧化鐵沉淀物，吸附廢水中殘留的重金屬離子。然后廢水進入Fenton沉淀池進行泥水分離。沉淀池出水自流入緩沖池中。緩沖池廢水泵送至曝氣生物濾池。曝氣生物濾池集生物氧化、生物絮凝及過濾截留于一體，可有效地去除廢水中殘留的有機物和銅。曝氣生物濾池出水至清水池，然后自流到排放口進行排放。

清水池儲存一部分深度處理后的廢水用于BAF反沖洗。銅在BAF中不斷被吸附積累，通過對BAF進行反沖洗，把吸附的銅洗脫回流到調節池2，再通過化學沉淀進行去除，使BAF中Cu濃度保持在較低水平。

本工藝主要處理單元，污染物去除情況如表2所示。

表2 污染物去除分析

4 結 論

PCB生產用水量大，廢水污染物種類多，成分復雜，處理難度較大。2015年8月20日起廣東省開始執行《電鍍水污染物排放標準》(DB 44/1597-2015)，對PCB廢水排放提出了更嚴格的要求，使得我省線路板廢水的處理面臨更嚴峻的考驗。尋求處理高效、運行穩定、處理成本低、使各污染物達到排放要求的處理工藝變得十分必要。本設計以某公司PCB廢水為對象，結合PCB廢水來源多、污染物各有差異的特點，將各類水按水質分類，分別預處理之后，再采用Fenton氧化+曝氣生物濾池工藝進一步去除有機物，使出水穩定達標。